Congelador de túnel con flujo mejorado.

Aparato para enfriar o congelar productos alimenticios que comprende: una carcasa

(20, 30) que tiene una cámara definida en su interior por paredes laterales (23, 24, 33, 34) entre un techo (21, 31) y un suelo (22, 32) de la carcasa (20, 30); al menos un transportador (39A, 39B, 41A, 41B) que se extiende dentro de la cámara entre el techo (21, 31) y el suelo (22, 32); una alimentación de criógeno sólido o líquido, un dispositivo de suministro de refrigerante en comunicación con la alimentación de criógeno; y que incluye un dispositivo de circulación de gas (29) para dirigir una mezcla de gas y criógeno a un impactador (13), comprendiendo el impactador (13) una placa de impacto (60) que contiene orificios (64, 71) para dirigir chorros de impacto de la mezcla sobre los productos transportados en el transportador (39A, 39B, 41A, 41B), caracterizado por que hay al menos una campana impelente (10) en la cámara dispuesta por encima del transportador (39A, 39B, 41A, 41B), comprendiendo la campana impelente (10) una cápsula (42) que tiene una parte superior (43), bordes opuestos (44, 45, 46, 47) y paredes laterales opuestas (48, 49, 50, 51) que soportan al impactador (13), estando el dispositivo de suministro de refrigerante encerrado por la cápsula (42).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2003/025787.

Solicitante: Linde LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 575 Mountain Avenue, Murray Hill New Providence, NJ 07974 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: MUSCATO,Robert, MCCORMICK,STEPHEN A, NEWMAN,MICHAEL D, BOYLES,D. SCOTT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > ALIMENTOS O PRODUCTOS ALIMENTICIOS; SU TRATAMIENTO,... > ALIMENTOS, PRODUCTOS ALIMENTICIOS O BEBIDAS NO ALCOHOLICAS... > Conservación de alimentos o de productos alimenticios,... > A23L3/36 (Congelación; Descongelación posterior; Refrigeración)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS... > REFRIGERADORES; CAMARAS FRIGORIFICAS; NEVERAS; APARATOS... > Dispositivos que utilizan otros agentes fríos; Dispositivos... > F25D3/11 (con transportadores que trasladan los productos a enfriar a través del recinto de refrigeración)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS... > REFRIGERADORES; CAMARAS FRIGORIFICAS; NEVERAS; APARATOS... > Dispositivos que utilizan otros agentes fríos; Dispositivos... > F25D3/12 (utilizando gases solidificados, p. ej. nieve carbónica)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS... > REFRIGERADORES; CAMARAS FRIGORIFICAS; NEVERAS; APARATOS... > F25D9/00 (Dispositivos no asociados con maquinaria de refrigeración y no cubiertos por los grupos F25D 1/00 - F25D 7/00; Combinaciones de los dispositivos comprendidos en dos o más de los grupos F25D 1/00 - F25D 7/00)

PDF original: ES-2533451_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Congelador de túnel con flujo mejorado.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un método y a un dispositivo mejorados para refrigerar y congelar un producto alimenticio u otro artículo que es llevado a través del dispositivo sobre una cinta transportadora u otro sustrato móvil.

Antecedentes Los congeladores comerciales se basan típicamente en la transferencia de calor desde un producto alimenticio que va a ser refrigerado o congelado usando un ventilador o un soplador. Típicamente, el ventilador o soplador está situado cerca de una cinta transportadora sobre la que está siendo llevado el producto alimenticio. El producto alimenticio que entra en el congelador tiene una capa límite de aire a su alrededor que aísla el producto alimenticio de la atmósfera circundante. Los congeladores tradicionales han utilizado sopladores que generan corrientes de vapor de enfriamiento en muchas direcciones. Sin embargo, una parte significativa del vapor de enfriamiento no entra en contacto con el producto alimenticio en una dirección perpendicular. En estas condiciones, el vapor de enfriamiento que entra en contacto con el producto alimenticio a menudo no posee suficiente energía para reducir sustancialmente el espesor de la capa límite alrededor de la superficie del producto alimenticio. Por lo tanto, es necesario generar chorros dirigidos de vapor de enfriamiento para alterar la capa límite.

El documento de patente de Estados Unidos n.0 4, 479, 776 describe un aparato que utiliza una pluralidad de tubos verticales para proporcionar un flujo de aire unidireccional hacia el producto alimenticio.

El documento de patente de Estados Unidos n.0 4, 626, 661 describe el uso de una pluralidad de boquillas a lo largo de la trayectoria de un producto alimenticio para suministrar chorros discretos de aire de enfriamiento unidireccional.

Sin embargo, el uso de tubos o boquillas para dirigir el aire en un dispositivo de enfriamiento o congelación ha tenido un éxito solo limitado debido a la acumulación de condensación en forma de nieve o hielo en los tubos o boquillas. Tal acumulación reduce rápidamente la eficacia de los dispositivos de enfriamiento o congelación.

El documento de patente de Estados Unidos n.0 5, 487, 908 describe un método y un dispositivo para calentar o enfriar un producto alimenticio en un substrato móvil, en el que un canal continuo que atraviesa al menos una parte importante de la anchura del sustrato móvil convierte el flujo multidireccional en flujo unidireccional. Sin embargo, tal dispositivo adolece de tener una tasa de flujo mayor que la de los productos alimenticios que son arrastrados en el flujo, y, en consecuencia, se hace difícil el procesamiento controlado del artículo alimenticio a través del dispositivo.

El aumento de la velocidad de la corriente de vapor de enfriamiento (o criógeno) que incide en el artículo alimenticio aumentará el coeficiente medio de transferencia de calor de una manera lineal. En cierto punto, sin embargo, a menos que la corriente de impacto del vapor de refrigeración sea controlada cuidadosamente, la velocidad puede ser también suficiente para dañar el producto alimenticio, o para llevar el producto alimenticio fuera del transportador, y a lugares no deseados en otra parte del congelador.

Las tasas totales de transferencia de calor dependen de los coeficientes locales de transferencia de calor. Es decir, la cantidad de calor transferida desde los productos alimenticios al criógeno depende de la tasa de transferencia de calor localmente entre el criógeno y el producto alimenticio. Las tasas locales de transferencia de calor pueden ser variadas controlando la distancia desde la fuente de la corriente de impacto hasta el producto alimenticio, la velocidad de la corriente de impacto, la turbulencia en la corriente de impacto y la eficacia del flujo de criógeno.

El documento EP-A-1 118 824 emplea placas de impacto dentro de un túnel de congelación y un sistema de circulación de gas criogénico para dirigir chorros de impacto de gas criogénico sobre los productos alimenticios a ser congelados. Describe un aparato para enfriar y congelar productos según el preámbulo de la reivindicación 1.

Sumario La presente invención proporciona un aparato para enfriar o congelar productos alimenticios según la reivindicación 1.

La invención proporciona también un proceso para enfriar o congelar productos alimenticios según la reivindicación 12.

Características opcionales del aparato según la invención son establecidas en las reivindicaciones 2 a 11 y características opcionales del proceso según la invención son establecidas en las reivindicaciones 13 a 15.

Breve descripción de los dibujos Los dibujos adjuntos se incluyen para proporcionar una mejor comprensión de la invención. Los dibujos ilustran realizaciones de la invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención, pero no

pretenden limitar la invención como es abarcada por cualesquiera de las reivindicaciones que forman parte de la solicitud.

Fig. 1, es una vista en sección transversal del congelador de túnel de la primera realización;

Fig. 2, es una vista en sección transversal del congelador de túnel de la segunda realización;

Fig. 3, es una vista en sección transversal del congelador de túnel de la segunda realización que muestra la localización de configuración de las campanas de impacto;

Fig. 4, es una vista en planta lateral del congelador de túnel de la segunda realización;

Fig. 5, es una vista en perspectiva de una placa de impacto que forma el impactador;

Fig. 6, es una vista en planta desde arriba de una porción de la placa de impacto;

Fig. 7, es una vista en perspectiva de una serie de rieles de metal que forman el impactador; y Fig. 8, es una vista en sección transversal de una porción de la serie de rieles de metal.

Descripción detallada La presente invención se refiere a un aparato para enfriar y/o congelar productos alimenticios, en el que un artículo alimenticio es transportado sobre un transportador, tal como una cinta u otro sustrato móvil, dentro de una cámara de carcasa en la que el producto alimenticio es enfriado o congelado debido a su contacto con criógenos en fase gaseosa, líquida o sólida, tales como nitrógeno o dióxido de carbono.

La transferencia de calor que se produce en el enfriamiento o congelación de los productos alimenticios resulta generalmente del impacto de una corriente de vapor criogénico sobre el artículo alimenticio. Una transferencia adicional de calor también puede lograrse por pulverización o mezcla de criógeno líquido o sólido en las corrientes de chorro de impacto de vapor criogénico.

La transferencia de calor desde un artículo, tal como un producto alimenticio, a un criógeno es maximizada por el uso de una campana impelente mediante la cual el criógeno sólido o líquido es pulverizado en un gas (tal como dióxido de carbono o nitrógeno) que circula en el artículo o producto alimenticio, mientras se usa un impactador, tal como una placa de impacto, para crear una corriente de criógeno. El diseño del dispositivo aumenta el calor transferido desde el artículo o producto alimenticio al criógeno. El criógeno, por ejemplo nieve de dióxido de carbono sólido o nitrógeno líquido, es introducido en un flujo de gas que impacta, en el que la transferencia de calor se produce con respecto al gas y al producto alimenticio para enfriar el producto durante el impacto.

El uso de la campana impelente aumenta la cantidad de calor transferido desde un artículo o producto alimenticio al criógeno generando chorros de impacto capaces de romper la capa límite térmica... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Aparato para enfriar o congelar productos alimenticios que comprende: una carcasa (20, 30) que tiene una cámara definida en su interior por paredes laterales (23, 24, 33, 34) entre un techo (21, 31) y un suelo (22, 32) de la carcasa (20, 30) ; al menos un transportador (39A, 39B, 41A, 41B) que se extiende dentro de la cámara entre el techo (21, 31) y el suelo (22, 32) ; una alimentación de criógeno sólido o líquido, un dispositivo de suministro de refrigerante en comunicación con la alimentación de criógeno; y que incluye un dispositivo de circulación de gas (29) para dirigir una mezcla de gas y criógeno a un impactador (13) , comprendiendo el impactador (13) una placa de impacto (60) que contiene orificios (64, 71) para dirigir chorros de impacto de la mezcla sobre los productos transportados en el transportador (39A, 39B, 41A, 41B) , caracterizado por que hay al menos una campana impelente (10) en la cámara dispuesta por encima del transportador (39A, 39B, 41A, 41B) , comprendiendo la campana impelente (10) una cápsula (42) que tiene una parte superior (43) , bordes opuestos (44, 45, 46, 47) y paredes laterales opuestas (48, 49, 50, 51) que soportan al impactador (13) , estando el dispositivo de suministro de refrigerante encerrado por la cápsula (42) .

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que la placa de impacto (60) contiene un patrón de agujeros 64 a través de los cuales son dirigidos los chorros de impacto, siendo el área de los agujeros entre aproximadamente el 3 % y aproximadamente el 6% de la superficie total de la placa de impacto (60) .

3. Aparato según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que los orificios son agujeros achaflanados (64) .

4. Aparato según la reivindicación 1, en el que la placa de impacto (60) contiene canales abiertos (71) entre rieles

(70) a través de los cuales son dirigidos los chorros de impacto.

5. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la alimentación de criógeno comprende un orificio de puerto de alimentación de criógeno dentro de la campana impelente (10) .

6. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la alimentación de criógeno comprende un orificio de puerto de alimentación de criógeno dentro de la cámara de la carcasa (20, 30) externa a la campana impelente (10) .

7. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye al menos un transportador superior (39A, 41A) y un transportador inferior (39B, 41B) de productos alimenticios, en el que el transportador superior tiene orificios para permitir que los chorros de impacto penetren en los productos alimenticios en la superficie del transportador inferior (39B, 41B) .

8. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de circulación de gas (29) comprende un impelente.

9. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el dispositivo de circulación de gas (29) comprende un ventilador de flujo axial.

10. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la placa de impacto (60) está provista de un vibrador (65) .

11. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de módulos dentro de la cámara de carcasa, incluyendo cada módulo al menos una campana impelente (10) dispuesta sobre el transportador (39A, 39B, 41A, 41B) .

12. Proceso para el enfriamiento o congelación de productos alimenticios en un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende: transportar los productos alimenticios en el transportador (39A, 39B, 41A, 41B) dentro de la cámara; mezclar un gas con criógeno sólido o líquido dentro de la campana impelente (10) por encima del transportador (39A, 39B, 41A, 41B) ; y dirigir selectivamente chorros de impacto a presión de la mezcla desde la campana impelente (10) sobre los productos alimenticios transportados sobre el transportador (39A, 39B, 41A, 41B) .

13. Proceso según la reivindicación 12, que incluye la introducción de criógeno sólido o líquido dentro de la campana impelente (10) .

14. Proceso según la reivindicación 12, que incluye la introducción de criógeno sólido o líquido dentro de la cámara (20, 30) de la carcasa externa a la campana impelente (10) , y la circulación del gas y el criógeno dentro de la campana impelente (10) para un mayor mezclado con el gas.

15. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, que incluye la recirculación de la mezcla de gas y criógeno después del impacto sobre los productos alimenticios desde la cámara (20, 30) de la carcasa en la campana impelente (10) .