APARATO PARA ENFRIAR Y CONGELAR PRODUCTOS.
Aparato modular para enfriar o congelar artículos alimenticios,
que comprende un módulo (10) de entrada, un módulo (40) de salida y al menos un módulo intermedio (20, 30), conteniendo cada módulo una sección de cinta (16) u otro sustrato, sobre el cual se transportan los artículos alimenticios, caracterizado porque cada módulo comprende un impactador (17) el cual es capaz de generar en la proximidad de los artículos alimenticios chorros de gas criogénico a alta velocidad para impactar desde arriba y desde abajo con las superficies superior e inferior de los artículos alimenticios, respectivamente, y porque el aparato también comprende un pulverizador (25) en uno o más de los módulos (10, 20, 30, 40) dispuesto para pulverizar gotas de criógeno líquido en los chorros de gas criógeno
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05020972.
Solicitante: THE BOC GROUP, INC..
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 575 MOUNTAIN AVENUE, MURRAY HILL,NEW PROVIDENCE, NJ 07974-2082.
Inventor/es: NEWMAN, MICHAEL DUANE, MCCORMICK, STEPHEN.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 16 de Enero de 2001.
Fecha Concesión Europea: 24 de Febrero de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- A23L3/36D2
- A23L3/375 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A23 ALIMENTOS O PRODUCTOS ALIMENTICIOS; SU TRATAMIENTO, NO CUBIERTO POR OTRAS CLASES. › A23L ALIMENTOS, PRODUCTOS ALIMENTICIOS O BEBIDAS NO ALCOHOLICAS NO CUBIERTOS POR LAS SUBCLASES A21D O A23B - A23J; SU PREPARACION O TRATAMIENTO, p. ej. COCCION, MODIFICACION DE LAS CUALIDADES NUTRICIONALES, TRATAMIENTO FISICO (conformación o tratamiento, no enteramente cubierto por la presente subclase, A23P ); CONSERVACION DE ALIMENTOS O DE PRODUCTOS ALIMENTICIOS, EN GENERAL (conservación de la harina o las masas panificables A21D). › A23L 3/00 Conservación de alimentos o de productos alimenticios, en general, p. ej. pasteurización o esterilización, especialmente adaptada a alimentos o productos alimenticios (conservación de alimentos o productos alimenticios en asociación con el envasado B65B 55/00). › con contacto directo entre el alimento y los productos químicos, p. ej. N 2 , líquido, a temperaturas criogénicas.
- F25D3/11 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F25 REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR; FABRICACION O ALMACENAMIENTO DEL HIELO; LICUEFACCION O SOLIDIFICACION DE GASES. › F25D REFRIGERADORES; CAMARAS FRIGORIFICAS; NEVERAS; APARATOS DE ENFRIAMIENTO O CONGELACION NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (escaparates refrigerados A47F 3/04; recipientes con aislamiento térmico para uso doméstico A47J 41/00; vehículos frigoríficos, véanse las subclases apropiadas correspondientes a las clases B60 - B64; recipientes con aislamiento térmico en general B65D 81/38; sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor, p. ej. refrigerantes, o sustancias para la producción de calor o frío por reacciones químicas distintas a la combustión C09K 5/00; recipientes con aislamiento térmico para gases licuados o solidificados F17C; acondicionamiento o humidificación del aire F24F; máquinas, instalaciones o sistemas frigoríficos F25B; enfriamiento sin refrigeración de los instrumentos o aparatos similares G12B; enfriamiento de motores o bombas, véanse las clases apropiadas). › F25D 3/00 Dispositivos que utilizan otros agentes fríos; Dispositivos que utilizan recipientes que conservan el frío. › con transportadores que trasladan los productos a enfriar a través del recinto de refrigeración.
Clasificación PCT:
Clasificación antigua:
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Finlandia, Chipre.
Fragmento de la descripción:
Aparato para enfriar y congelar productos.
Esta invención se refiere a un aparato modular para enfriar y congelar alimentos.
Los congeladores comerciales se basan típicamente en la transferencia de calor desde un producto alimenticio que ha de ser enfriado o congelado utilizando un ventilador o soplante que está situado cerca de un transportador sobre el que está siendo transportado el producto. El producto alimenticio que entra en el congelador tiene una capa límite de aire rodeándolo que aísla el producto alimenticio de la atmósfera circundante. Los congeladores tradicionales han empleado soplantes que generan corrientes de vapor de enfriamiento en muchas direcciones de manera que una parte importante del vapor no entra en contacto con el producto alimenticio solamente en una dirección perpendicular. Bajo estas condiciones, el vapor que entra en contacto con el alimento a menudo no posee suficiente energía para reducir sustancialmente la capa límite alrededor de la superficie del producto alimenticio. Por consiguiente, existe la necesidad de generar chorros dirigidos de vapor de enfriamiento para alterar la capa límite.
El documento US-A-4 479 776 describe un aparato que utiliza una pluralidad de tubos verticales para proporcionar un flujo de aire unidireccional hacia un producto alimenticio.
El documento US-A-4 626 661 describe el uso de una pluralidad de boquillas a lo largo del camino de paso de un producto alimenticio para suministrar chorros individuales de aire de enfriamiento unidireccional.
El documento US-A-3 871 190 se refiere a un congelador instantáneo en el que las boquillas para eyectar vapor frío están colocadas a los lados de una cinta transportadora que traslada los artículos que van a ser congelados. El vapor fluye transversalmente a la cinta y pasa, por consiguiente, por los artículos.
El uso de tubos o ranuras para dirigir aire en un dispositivo de enfriamiento o refrigeración ha dado solamente un resultado satisfactorio limitado debido a la acumulación de condensación o de hielo en los tubos o en las ranuras, lo que reduce rápidamente la eficacia de los dispositivos.
El documento US-A-5 487 908 describe un método y un dispositivo para calentar o enfriar un alimento situado en un substrato móvil en el que un canal continuo que recorre al menos una parte importante de la anchura del substrato móvil convierte flujo multidireccional en flujo unidireccional. Sin embargo, dicho dispositivo adolece de tener un caudal aumentado de manera que los productos alimenticios pueden ser arrastrados en el caudal, y se hace difícil un tratamiento controlado del artículo alimenticio a través del dispositivo.
El incremento de la velocidad de la corriente de vapor criogénico que impacta sobre el artículo alimenticio aumentará el coeficiente medio de transferencia de calor de una manera lineal. Sin embargo, en cierto punto, a menos que la corriente de choque sea controlada de manera cuidadosa, la velocidad puede ser también suficiente para dañar el producto alimenticio o para arrastrar el producto alimenticio lejos del transportador y a lugares indeseables en otro lugar del congelador.
Los regímenes globales de transferencia de calor dependen de los coeficientes locales de transferencia de calor, es decir, de la cantidad de calor transferida de los productos alimenticios al criógeno depende del régimen de transferencia de calor localmente entre el criógeno y el artículo alimenticio. El régimen local de transferencia de calor puede cambiarse controlando la distancia desde la fuente de los chorros de choque al producto alimenticio, la velocidad de los chorros de choque, la turbulencia en el chorro y la eficacia del flujo de criógeno.
Por consiguiente, persiste la necesidad de un dispositivo que pueda enfriar y/o congelar rápidamente un artículo alimenticio al tiempo que reduzca la cantidad de criógeno necesario extrayendo el máximo efecto de enfriamiento desde una cantidad dada de criógeno. El dispositivo tiene también que ser capaz de transportar alimento desde una entrada a una salida sin dañar el producto alimenticio.
Adicionalmente, el dispositivo tiene que poder controlar la capacidad de paso de artículos alimenticios y tiene que ser resistente a la congelación y al atascamiento de los componentes internos por la acumulación de nieve y de hielo.
De acuerdo con la invención, se proporciona un aparato modular para enfriar y congelar alimentos según lo descrito en la reivindicación 1 que sigue a continuación. Características opcionales del aparato se definen en cada una de las reivindicaciones 2 a 6 que siguen a continuación.
El aparato de acuerdo con la invención aumenta en general la cantidad de calor transferida desde un artículo, en particular un producto alimenticio, a un criógeno generando chorros de choque capaces de atravesar la capa térmica límite del producto, pero que no pueden dañar al producto.
Además, la invención proporciona un chorro de gas criogénico que impacta sobre los productos alimenticios superficiales sin hacer que los productos alimenticios sean transportados en el chorro de choque.
Otra ventaja de la invención es que la conexión de los módulos proporciona un impacto continuo del gas criogénico sobre artículos alimenticios desde su entrada en el aparato congelador hasta su salida.
Una ventaja adicional de la invención es la capacidad de reducir la deshidratación de los artículos alimenticios, lo que se consigue mediante la congelación inmediata del exterior del producto tras penetrar en el aparato.
Todavía otra ventaja de la invención es la capacidad para efectuar un enfriamiento y/o congelación consistentes de artículos a través de la anchura de la cinta sobre la que se desplazan los artículos alimenticios.
Preferiblemente, la interfaz entre los módulos incluye un deflector para controlar la diferencia de presión y la transferencia de criógeno entre módulos.
Preferiblemente, se utiliza un vibrador de válvula de bola accionado neumáticamente para retirar la acumulación de nieve y hielo desde las placas de impacto.
También preferiblemente, se utiliza un sistema hidráulico para proporcionar fácil acceso al interior del aparato.
Para una mejor compresión de la invención, se hará ahora referencia, solamente a modo de ilustración, a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una representación en sección longitudinal de un congelador de acuerdo con la invención;
La figura 2 es una vista en planta del congelador de la figura 1 como se ve desde el extremo de entrada de la figura 1 con la pared exterior y la entrada retiradas;
La figura 3 es una representación en sección transversal axial del congelador de la figura 1 a través de la línea B-B;
La figura 4 es una vista en perspectiva de una placa de impacto y del vibrador de válvula de bola accionado neumáticamente;
La figura 5 es una vista en planta desde arriba de una parte de una placa de impacto que tiene agujeros para su uso en un congelador de acuerdo con la invención;
Las figuras 6 y 7 son vistas en perspectiva desde arriba y desde abajo de una parte de la placa de impacto que tiene agujeros para su uso en un congelador de acuerdo con la invención;
La figura 8 es una vista en sección transversal de una parte de la placa de impacto de las figuras 6 y 7 a través de la línea 6-6;
La figura 9 es una vista en sección transversal del dispositivo de impacto de canal para su uso en un congelador de acuerdo con la invención;
La figura 10 es una vista en sección transversal de una realización adicional de un módulo intermedio de la invención.
La invención está relacionada con un aparato para enfriar y/o congelar productos alimenticios, en que un artículo alimenticio es transportado en una cinta o en otro substrato dentro de una cámara en que el producto alimenticio es enfriado o congelado debido a su contacto con criógenos en fase gaseosa tales como nitrógeno o dióxido de carbono.
La transferencia de calor resultante del enfriamiento o congelación de los productos alimenticios tiene lugar por el choque de una corriente de vapor criogénico sobre el artículo alimenticio. Se consigue también una transferencia de calor adicional pulverizando criógeno líquido o sólido en las corrientes de chorros de impacto de vapor criogénico.
Con referencia a la figura 1, un módulo 10 de entrada,...
Reivindicaciones:
1. Aparato modular para enfriar o congelar artículos alimenticios, que comprende un módulo (10) de entrada, un módulo (40) de salida y al menos un módulo intermedio (20, 30), conteniendo cada módulo una sección de cinta (16) u otro sustrato, sobre el cual se transportan los artículos alimenticios, caracterizado porque cada módulo comprende un impactador (17) el cual es capaz de generar en la proximidad de los artículos alimenticios chorros de gas criogénico a alta velocidad para impactar desde arriba y desde abajo con las superficies superior e inferior de los artículos alimenticios, respectivamente, y porque el aparato también comprende un pulverizador (25) en uno o más de los módulos (10, 20, 30, 40) dispuesto para pulverizar gotas de criógeno líquido en los chorros de gas criógeno.
2. Aparato según la reivindicación 1, en el que la distancia del impactador (17) a las superficies de los artículos alimenticios es desde 2,5 cm a 12,7 cm.
3. Aparato según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que cada módulo (10, 20, 30, 40) comprende además al menos una cámara impelente (14) de alta presión que se comunica con un impulsor (32) para hacer recircular criógeno vaporizado y con el impactador (17) de ese módulo (10, 20, 30, 40).
4. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el impactador (17) comprende una placa que tiene una pluralidad de agujeros a su través y los bordes de los agujeros están achaflanados o redondeados.
5. Un aparato según la reivindicación 8, en el que el área total de los agujeros comprende entre aproximadamente el 3% y aproximadamente el 6% del área total de la placa.
6. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el impactador (17) comprende una serie de canales.
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