DISPOSITIVO DE CONGELACION RAPIDA DE MATERIALES.

Dispositivo de congelación rápida de la superficie de materiales de partida o de congelación completa de estos materiales,

especialmente de alimentos o productos farmacéuticos, con una zona de tratamiento a través de la cual circula gas licuado ultrafrío que sirve de refrigerante, que congela con ello al menos la superficie de los materiales de partida y que provoca entonces movimientos relativos entre los materiales de partida sumergidos en el refrigerante, estando constituida la zona de tratamiento por módulos y siendo ésta variable en su longitud por adición o retirada de uno o varios módulos, caracterizado porque la zona de tratamiento presenta al menos un módulo inclinado con respecto a la horizontal e instalado de manera regulable en su inclinación

Dispositivo de congelación rápida de materiales.

La invención concierne a un dispositivo de congelación rápida de la superficie de materiales de partida o de congelación completa de estos materiales, especialmente de alimentos o productos farmacéuticos, con una zona de tratamiento a través de la cual circula un gas licuado ultrafrío que sirve como refrigerante y que congela al menos la superficie de los materiales de partida y provoca entonces movimiento relativos entre los materiales de partida sumergidos en el refrigerante, estando constituida la zona de tratamiento por módulos y siendo ésta variable en su longitud mediante la adición o retirada de uno o varios módulos.

En la industria alimentaria se presenta frecuentemente el problema de obtener por congelación de materiales de partida los llamados productos IQF (Individual Quick Frozen = congelación rápida individual) en los que los materiales de partida congelados se presentan envasados en recipiente y en forma libremente móvil entre ellos. Los productos IQF se pueden dosificar de manera sencilla en una operación de tratamiento ulterior, por ejemplo en la cocina, y permiten extraer solamente una parte del contenido del recipiente, sin tener que descongelar el contenido completo. Si los materiales de partida consisten en alimentos que presentan superficies húmedas, tales como, por ejemplo, langostinos, bayas o setas, se tiene que proporcionar entonces, durante la congelación, un movimiento relativo entre los materiales de partida, ya que, en caso contrario, los materiales de partida se pueden inmovilizar fácilmente por congelación uno contra otro y pueden formar aglomerados. Es estado de la técnica el recurso de generar el movimiento relativo por medio de mecanismos sacudidores en los que se congelan los materiales de partida, o bien fluidificar éstos por medio de una corriente de gas frío durante el proceso de congelación.

Además, se conocen equipos como los que se describen, entre otros, en la patente EP0393078, en los que los materiales de partida se transportan a través de una zona de tratamiento en una corriente turbulenta o laminar de gas licuado ultrafrío. Los materiales de partida están rodeados por el gas licuado ultrafrío, lo que provoca una rápida congelación de la superficie y, por tanto, impide que se peguen los materiales de partida. Por otro lado, el movimiento relativo necesario entre los materiales de partida se genera aquí por efecto de las turbulencias en la corriente de gas licuado y/o por efecto de líquido hirviendo en la superficie de los materiales de partida. Al final de la zona de tratamiento, en donde se separa el gas licuado de los materiales de partida, se presenta un producto que eventualmente puede ser transformado por pasos de tratamiento subsiguientes en un producto IQF.

El estado de congelación que se puede alcanzar en la zona de tratamiento se ajusta a la naturaleza y a la cantidad de los materiales de partida utilizados y al tiempo durante el cual el refrigerante y los materiales de partida a congelar están en contacto (tiempo de contacto). El equipo descrito en la patente EP0393078 ofrece solamente pocas posibilidades para la variación del tiempo de contacto, tales como la variación de la corriente de refrigerante o el cambio del refrigerante. Por tanto, el espectro de los materiales de partida que se pueden tratar por medio de este equipo es limitado.

Se conocen por los documentos US 3,768,739, US 5,692,382, US 4,912,943 y US 5,765,381 unos dispositivos de congelación somera o de congelación completa de materiales que presentan cada uno de ellos una zona de tratamiento, estando constituida la zona de tratamiento por módulos y siendo ésta variable en su longitud mediante la adición o retirada de uno o varios módulos.

Por tanto, el problema de la presente invención consiste en indicar un dispositivo de la clase citada al principio que haga posible que se varíe de manera sencilla el tiempo de contacto y se adapte así éste a las necesidades que resulten de las propiedades de los materiales de partida a congelar y de los requisitos impuestos al producto obtenido por congelación.

El problema planteado se resuelve según la invención por el hecho de que la zona de tratamiento presenta al menos un módulo inclinado con respecto a la horizontal y montado en forma regulable en su inclinación.

Gracias a la variabilidad de la longitud de la zona de tratamiento se puede variar también el tiempo durante el cual el refrigerante y los materiales de partida a congelar están en contacto (tiempo de contacto). En condiciones por lo demás iguales se cumple que: cuanto más larga sea la zona de tratamiento, tanto más largo será el tiempo de contacto. No obstante, el tiempo de contacto puede variarse solamente en pasos discretos mediante la adición o retirada de uno o varios módulos.

Por tanto, el dispositivo según la invención prevé que se pueda regular de preferencia continuamente la inclinación de al menos un módulo con respecto a la horizontal (inclinación). La fuerza propulsora para el movimiento tanto del refrigerante como de los materiales de partida sumergidos en el refrigerante a través de la zona de tratamiento es en primer lugar la fuerza de la gravedad o la fuerza de descenso en pendiente. Por tanto, un aumento de la inclinación de un módulo conduce a un aumento de esta fuerza propulsora y, con ello, a un acortamiento del tiempo de contacto. Si la zona de tratamiento consta de más de un módulo, los módulos pueden presentar entonces inclinaciones iguales o diferentes.

El dispositivo según la invención permite variar continuamente el tiempo de contacto dentro de un amplio intervalo mediante una variación simultánea de la longitud de la zona de tratamiento y de la inclinación de uno o varios módulos y permite así también adaptarlo deliberadamente a las propiedades de los materiales de partida (naturaleza, cantidad, temperatura, contenido de agua) y a los requisitos impuestos al producto obtenido por congelación.

Además, el dispositivo según la invención hace posible la utilización de diferentes refrigerantes, ya que se pueden compensar propiedades de refrigeración diferentes de los refrigerantes por medio de la variación del tiempo de contacto. Preferiblemente, se han previsto como refrigerante nitrógeno licuado u oxígeno licuado o una mezcla de nitrógeno licuado y oxígeno licuado.

Para poder instalar un dispositivo según la invención incluso en condiciones de espacio restringido, como las que se presentan, por ejemplo, al montarlo en equipos de tratamiento frigorífico existentes (por ejemplo, congeladores de túnel), una ejecución conveniente de la invención prevé que dos módulos consecutivos en la dirección de flujo del refrigerante estén dispuestos en gran parte uno debajo de otro, cuidando las inclinaciones de los dos módulos de que las direcciones de flujo en los dos módulos estén orientadas sustancialmente en sentidos contrarios.

De manera ventajosa, los módulos están realizados como tubos rectos o como canaletas rectas, presentando los tubos preferiblemente una sección transversal rectangular y teniendo las canaletas preferiblemente una sección transversal de forma de U.

El dispositivo según la invención permite que se obtengan productos de calidad definida a base de materiales de partida diferentes. A causa de la disposición superpuesta de varios módulos, resulta una estructura compacta de una zona de tratamiento, con lo que es posible integrar un dispositivo de esta clase en congeladores existentes, como, por ejemplo, en congeladores de túnel.

En lo que sigue se explicará la invención con más detalle ayudándose de un ejemplo de realización representado esquemáticamente en la figura. El ejemplo de realización consiste en un equipo para obtener un producto IQF mediante congelación rápida de materiales de partida en piezas dentro de un refrigerante líquido. A fines de ilustración, se han indicado las direcciones de corrientes de los materiales por medio de flechas.

El dispositivo está dotado de un equipo de alimentación Z para alimentar un refrigerante, el cual consiste preferiblemente en nitrógeno licuado ultrafrío, al que se une el primer módulo M1 de la zona de tratamiento B realizado como una canaleta con sección transversal de forma de U. La alimentación del refrigerante se efectúa aquí de modo que el refrigerante entre en el primer módulo M1 con un perfil homogéneo en toda la sección transversal de flujo. Los materiales de partida a congelar pueden ser introducidos en el dispositivo según la invención a través del sitio de carga...

1. Dispositivo de congelación rápida de la superficie de materiales de partida o de congelación completa de estos materiales, especialmente de alimentos o productos farmacéuticos, con una zona de tratamiento a través de la cual circula gas licuado ultrafrío que sirve de refrigerante, que congela con ello al menos la superficie de los materiales de partida y que provoca entonces movimientos relativos entre los materiales de partida sumergidos en el refrigerante, estando constituida la zona de tratamiento por módulos y siendo ésta variable en su longitud por adición o retirada de uno o varios módulos, caracterizado porque la zona de tratamiento presenta al menos un módulo inclinado con respecto a la horizontal e instalado de manera regulable en su inclinación.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque unos módulos consecutivos en la dirección de circulación del refrigerante están dispuestos en gran parte uno debajo de otro, cuidando las inclinaciones de los dos módulos de que las direcciones de circulación en los dos módulos estén orientadas sustancialmente en sentidos contrarios.

3. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los módulos están construidos como tubos rectos o canaletas rectas, presentando los tubos preferiblemente una sección transversal rectangular y presentando las canaletas preferiblemente una sección transversal de forma de U.