Sistema y método de cocción-enfriamiento de alimentos por inmersión bajo convección forzada y difusa.

Comprende un tanque (1) para albergar alimentos a cocer-enfriar,

medios de llenado/vaciado para llenar/vaciar dicho tanque (1) con un líquido de cocción o enfriamiento, y medios de calentamiento para calentar el líquido. El tanque (1) comprende una región inferior (1a) y una región superior (1b), y medios de circulación para captar líquido de la región inferior (1a) desde varias salidas (3a) situadas en una pared lateral inferior (7a) e introducirlo a la región superior (1b) a través de varias entradas (4b) situadas en una pared lateral superior (7b), y para captar líquido de la región superior (1b) desde varias salidas (3b) situadas en otra pared lateral superior (8b) e introducirlo a la región inferior (1a) a través de varias entradas (4a) situadas en otra pared lateral inferior (8a), generando una convección forzada difusa en régimen turbulento.

Sistema y método de cocción-enfriamiento de alimentos por inmersión bajo convección forzada y difusa.

Ámbito de la invención La presente invención concierne en general a un sistema y método de cocción-enfriamiento de alimentos por inmersión bajo convección forzada y difusa, y más específicamente a un sistema y método de cocción-enfriamiento de alimentos dispuestos en moldes alojados en unas bandejas de soporte apiladas en el interior de un tanque adaptado para ser llenado y vaciado con un líquido de cocción o enfriamiento sometido a una convección forzada y difusa en régimen turbulento.

Estado de la técnica anterior

Por la solicitud de patente internacional WO 03/096815, del actual solicitante, se conoce una instalación para la cocción- enfriamiento de alimentos que comprende una pluralidad de tanques para albergar los alimentos a cocer, y unos medios automáticos para cargar y descargar dichos alimentos a través de una abertura de carga descarga lateral existente en cada uno de dichos tanques, estando dicha abertura de cada tanque equipada una puerta lateral corredera de cierre hermético. La instalación incluye unos medios para llenar cada tanque con al menos un líquido de cocción o enfriamiento, y unos medios para posteriormente vaciarlo. Cada tanque incluye unos medios para calentar el líquido de cocción en su interior, por ejemplo, por burbujeo de vapor de agua a través del líquido de cocción, aunque eventualmente el líquido de cocción puede ser calentado previamente total o parcialmente.

En la solicitud de patente internacional PCT/ES 2004/000145, del actual solicitante, se describe una puerta lateral corredera de cierre hermético capaz de resistir una presión interior apta para ser aplicada a los tanques de la anterior instalación.

Los alimentos a cocer y/o enfriar están dispuestos preferiblemente en unos moldes alojados en unas bandejas de soporte apiladas en el interior de cada tanque, preferiblemente formando al menos una pila inferior y al menos una pila superior soportadas en unos correspondientes medios de sustentación inferiores y superiores dentro del tanque. La cocción o enfriamiento de los alimentos se efectúa, en el antecedente citado, por un sistema tradicional.

En este modelo tradicional, se deposita una pila de moldes de producto en un baño de agua caliente atemperada, donde la transmisión del calor al producto es prácticamente estática; esto es, por conducción térmica casi exclusivamente. Además, los elementos implicados en el sistema son, en su mayor proporción, de un alto calor específico, como corresponde al agua y, sobre todo, el equivalente del producto, pues a su capacidad térmica meramente física se añade la energía calorífica que requieren las reacciones químico-físicas de la cocción. Sólo existe una minoritaria transmisión de calor por el método más eficaz de convección térmica (por movimiento del agua circundante, no del producto) , que es de dos tipos, alternativamente: por convección natural, en que el agua ligeramente enfriada tiende a bajar al fondo por su mayor densidad; y por la reposición de agua caliente destinada ir atemperando el agua del baño de cocción.

Sin embargo, la escasa proporción de metal del molde de producto en contacto con el agua de calefacción o enfriamiento, hace que la convección natural afecte a una superficie mínima de la total correspondiente a todos los moldes de la cesta. Incluso la existencia de estrechos canales de agua entre las paredes verticales internas de los moldes de la cesta, no suponen una significativa ventaja adicional, ya que son largos, estrechos y, sobre todo, horizontales, impidiéndose prácticamente toda convección térmica natural, y actuando el agua estancada de tales canales como mero elemento conductor de calor.

Respecto a la forma más eficiente de transferencia de calor de un foco caliente a otro frío, cual es la transmisión por radiación (proporcional a la diferencia de las cuartas potencias de las temperaturas absolutas) , prácticamente no existe en este sistema, en que no se presentan gradientes significativos de temperaturas entre partes.

Por ello, con el sistema tradicional, el proceso de cocción y, también, el de enfriamiento (aunque éste en menor proporción, por no existir ya ningún calor de reacción química involucrado con el producto: sólo el calor sensible del producto) , son muy lentos.

Aunque con la instalación descrita en el documento citado evita otros inconvenientes asociados a la cantidad y lentitud de las operaciones manuales necesarias en un proceso convencional donde las celdas de producto se introducen y extraen por la parte superior de las cubas de agua, por elevación e inmersión, y por triplicado: en cubas de agua caliente primero, en agua ambiente después y, por último, en agua enfriada, persisten los inconvenientes asociados al mencionado movimiento de convección natural del líquido, el cual ha demostrado ser insuficiente para asegurar un intercambio calórico rápido y eficaz entre el líquido y los alimentos en diferentes regiones del tanque.

La Patente EP 0995386 da a conocer un tanque de una instalación de cocción y enfriamiento dotada de medios de llenado y vaciado de agua caliente y de medios de llenado y vaciado de líquido refrigerado, incluyendo conductos, bombas y válvulas. Cuando un tanque está lleno de líquido, se puede llevar a cabo la recirculación de líquido abriendo y cerrando algunas de dichas válvulas y activando algunas de dichas bombas para extraer el líquido desde una salida situada a un nivel superior en una pared lateral del tanque e introducirla a través de una entrada situada en un nivel inferior de la misma pared lateral del tanque. Opcionalmente, se puede mezclar agua caliente que venga del conducto como se indica, a la recirculación de líquido.

La Patente ES 2037458 describe un tanque de una instalación de cocción y enfriamiento muy similar al descrito en la citada EP 0995386, que tiene medios de llenado y vaciado de líquido caliente y frío, incluyendo conductos, bombas y válvulas. En una realización, el agua de recirculación es extraída desde una parte inferior del tanque a través de una salida e introducida a una parte superior del tanque a través de una entrada mediante la apertura de algunas de las electroválvulas y operando una bomba. En otra realización, el agua de recirculación se extrae desde una parte superior del tanque a través de una salida e introducida a una parte inferior del tanque a través de una entrada mediante el cerrado de algunas de las electroválvulas, abriendo otras electroválvulas y operando dicha bomba.

La Patente US 5280748 da a conocer un aparato automático para la cocción y enfriamiento de alimentos, que comprende un tanque para contener alimentos empaquetados y un intercambiador de calor, en el que el agua circula continuamente a través de un conducto de suministro desde el intercambiador de calor hacia el tanque y se devuelve desde el tanque al intercambiador de calor a través de un conducto de evacuación bajo el motor de una bomba. La temperatura del agua se controla para suministrar agua caliente a una temperatura predeterminada durante una fase de cocción y agua fría a una temperatura predeterminada durante una fase subsiguiente de enfriamiento. El conducto de suministro está conectado a una pluralidad de entradas superiores e inferiores en una pared lateral de un tanque y a una entrada adicional en una pared lateral de un tanque adyacente para crear varios surtidores en el tanque dispuestos a más de un nivel, rompiendo cualquier estratificación en niveles diferentes de agua que podría tener temperaturas diferentes, y el conducto de evacuación está conectado a una salida única cerca del fondo de otra pared lateral del tanque.

La Patente US 4505192 describe una instalación automática para la cocción y enfriamiento de alimentos, como por ejemplo, jamones en moldes cerrados, que comprende una pluralidad de tanques para contener los alimentos, una estación de calentado de líquido, una estación para enfriado de líquido y una unidad de control. Una bomba está dispuesta para conducir líquido a través de un conducto y válvulas correspondientes desde la estación de calentamiento o enfriado a cada uno de los tanques, y otra bomba está dispuesta para devolver el líquido a través de un conducto y válvulas correspondientes desde cada uno de los tanques a la estación de calentamiento o enfriamiento. La unidad de control controla el funcionamiento de las bombas y las válvulas de manera que primero un tanque se llena con líquido caliente que viene de la estación de calentamiento durante un tiempo predeterminado, entonces el primer tanque se vacía y el mismo líquido que viene del primer tanque... [Seguir leyendo]

1. Sistema de cocción-enfriamiento de alimentos por inmersión bajo convección forzada y difusa, del tipo que comprende al menos un tanque (1) para albergar los alimentos a cocer-enfriar, unos medios de llenado para llenar dicho tanque (1) con un líquido de cocción o enfriamiento, unos medios de vaciado para evacuar dicho líquido de cocción o enfriamiento del tanque (1) , y unos medios de calentamiento para calentar el líquido de cocción, caracterizado porque el tanque (1) comprende al menos una región inferior (1a) y una región superior (1b) , estando dispuestos unos medios de circulación para captar líquido de cocción o enfriamiento del interior de dicha región inferior (1a) desde al menos una salida inferior (3a) situada en una primera pared lateral inferior (7a) de la región inferior (1a) e introducirlo al interior de dicha región superior (1b) a través de al menos una entrada superior (4b) situada en una primera pared lateral superior (7b) de la región superior (1b) y para captar líquido de cocción o enfriamiento del interior de la región superior (1b) desde al menos una salida superior (3b) situada en una segunda pared lateral superior (8b) de la región superior (1b) e introducirlo al interior de la región inferior (1a) a través de al menos una entrada inferior (4a) situada en una segunda pared lateral inferior (8a) de la región inferior (1a) , en el que dicha primera pared lateral inferior (7a) está opuesta y enfrentada a dicha segunda pared lateral inferior (8a) y dicha primera pared lateral superior (7b) está opuesta y enfrentada a dicha segunda pared lateral superior (8b) para facilitar una circulación transversal del líquido de cocción o enfriamiento en ambas regiones inferior y superior (1a, 1b) en sentidos opuestos que determina una convección forzada del líquido de cocción o enfriamiento.

2. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una pluralidad de dichas salidas inferiores (3a) repartidas en un área significativa de dicha primera pared lateral inferior (7a) de la región inferior (1a) , una pluralidad de dichas entradas superiores (4b) repartidas en un área significativa de dicha primera pared lateral superior (7b) de la región superior (1b) , una pluralidad de dichas salidas superiores (3b) repartidas en un área significativa de dicha segunda pared lateral superior (8b) de la región superior (1b) , y una pluralidad de dichas entradas inferiores (4a) repartidas en un área significativa de dicha segunda pared lateral inferior (8a) de la región inferior (1a) con el fin de difundir dicha convección forzada del líquido de cocción o enfriamiento.

3. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque comprende una placa (5) interpuesta entre la región inferior (1a) y la región superior (1b) del tanque (1) adaptada para restringir una circulación vertical del líquido de cocción o enfriamiento entre ambas.

4. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dichos medios de vaciado están dispuestos en relación con la región inferior (1a) del tanque (1) , y dicha placa (5) comprende unas perforaciones (6) para permitir la evacuación del líquido de cocción o enfriamiento de ambas regiones inferior y superior (1a, 1b) por los medios de vaciado.

5. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque comprende una cámara de salida inferior (9a) , formada entre la primera pared lateral inferior (7a) y una primera pared lateral exterior (7) del tanque (1) , comunicada a través de un primer conducto (11) con una cámara de entrada superior (10b) , formada entre la primera pared lateral superior (7b) y dicha primera pared lateral exterior (7) , y una cámara de salida superior (9b) , formada entre la segunda pared lateral superior (8b) y una segunda pared lateral exterior (8) del tanque (1) , comunicada a través de un segundo conducto (12) con una cámara de entrada inferior (10a) , formada entre la segunda pared lateral inferior (8a) y dicha segunda pared lateral exterior (8) .

6. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque comprende unos medios de bombeo (13) conectados a al menos dicho primer conducto (11) para impulsar el líquido de cocción o enfriamiento en el interior del mismo.

7. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque dichos medios de bombeo (13) están adaptados para crear una convección forzada transversal difusa en régimen turbulento del líquido de cocción o enfriamiento en el interior de las regiones inferior y superior (1a, 1b) del tanque (1) .

8. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de calentamiento están dispuestos para calentar el líquido de cocción dentro del tanque (1) .

9. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque dichos medios de calentamiento comprenden al menos una entrada de vapor (14a, 14b) dispuesta para burbujear vapor a través del líquido de cocción en el interior del tanque (1) .

10. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque dichos medios de calentamiento comprenden una pluralidad de entradas de vapor inferiores (14a) dispuestas para burbujear vapor a través del líquido de cocción en el interior de la región inferior (1a) del tanque (1) y una pluralidad de entradas de vapor superiores (14b) dispuestas para burbujear vapor a través del líquido de cocción en el interior de la región superior (1b) .

11. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque dichas entradas de vapor inferiores (14a) están dispuestas adyacentes a dichas salidas inferiores (3a) y dichas entradas de vapor superiores (14b) están dispuestas adyacentes a dichas salidas superiores (3b) .

12. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una pluralidad de bandejas de soporte (15) para soportar los alimentos a cocer-enfriar, y el tanque (1) comprende unos medios de sustentación inferiores (16a) para sustentar al menos una pila inferior (17a) de dichas bandejas de soporte (15) en el interior de la región inferior (1a) y unos medios de sustentación superiores (16b) para sustentar al menos una pila superior (17b) de dichas bandejas de soporte (15) en el interior de la región superior (1b) .

13. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque dichas pilas inferior (es) y superior (es) (17a, 17b) están dimensionadas para dejar unos espacios reducidos alrededor de las mismas en el interior del tanque (1) para contribuir a acelerar y dirigir la circulación del líquido de cocción o enfriamiento.

14. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque cada bandeja de soporte (15) incluye al menos una configuración a modo de canal adecuado para facilitar dicha circulación transversal del líquido de cocción o enfriamiento de un lado a otro de la bandeja de soporte (15) incluso cuando la bandeja de soporte (15) forma parte de una de las pilas inferior (es) o superior (es) (17a, 17b) en una u otra de las regiones inferior y superior (1a, 1b) del tanque (1) .

15. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque dicha configuración a modo de canal comprende al menos un doble fondo (18) unido a un fondo (20) de la bandeja de soporte (15) por unos tabiques transversales (21) delimitando unos espacios (19) para la circulación transversal del líquido de cocción o enfriamiento.

16. Sistema, de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque las bandejas de soporte (15) están adaptadas para soportar los alimentos a cocer-enfriar dispuestos en moldes.

17. Sistema, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho tanque tiene una abertura de carga-descarga lateral y comprende una puerta lateral corredera de cierre hermético.

18. Sistema, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque dicho tanque tiene una abertura de carga-descarga superior.

19. Método de cocción-enfriamiento de alimentos por inmersión bajo convección forzada y difusa, del tipo que comprende:

- disponer los alimentos a cocer-enfriar en el interior de al menos un tanque (1) ,

- llenar dicho tanque (1) con un líquido de cocción o enfriamiento

- eventualmente calentar dicho líquido de cocción o enfriamiento en el interior del tanque (1) ; y

- evacuar el líquido de cocción o enfriamiento del tanque (1) ,

caracterizado porque comprende además:

- captar líquido de cocción o enfriamiento del interior de una región inferior (1a) del tanque (1) desde al menos una salida inferior (3a) situada en una primera pared lateral inferior (7a) de dicha región inferior (1a) e introducirlo al interior de una región superior (1b) del tanque (1) a través de al menos una entrada superior (4b) situada en una primera pared lateral superior (7b) de dicha región superior (1b) ;

- captar líquido de cocción o enfriamiento del interior de la región superior (1b) desde al menos una salida superior (3b) situada en una segunda pared lateral superior (8b) de la región superior (1b) e introducirlo al interior de la región inferior (1a) a través de al menos una entrada inferior (4a) situada en una segunda pared lateral inferior (8a) de la región inferior (1a) ; y

- facilitar una circulación transversal en sentidos opuestos del líquido de cocción o enfriamiento en la región inferior (1a) y en la región superior (1b) , respectivamente, disponiendo dicha primera pared lateral inferior (7a) opuesta y enfrentada a dicha segunda pared lateral inferior (8a) y dicha primera pared lateral superior (7b) opuesta y enfrentada a dicha segunda pared lateral superior (8b) con el fin de determinar una convección forzada transversal del líquido de cocción o enfriamiento.

20. Método, de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque comprende difundir dicha circulación transversal del líquido de cocción o enfriamiento disponiendo una pluralidad de dichas salidas inferiores (3a) repartidas en un área significativa de la primera pared lateral inferior (7a) de la región inferior (1a) , una pluralidad de dichas entradas superiores (4b) repartidas en un área significativa de la primera pared lateral superior (7b) de la región superior (1b) , una pluralidad de dichas salidas superiores (3b) repartidas en un área significativa de la segunda pared lateral superior (8b) de la región superior (1b) , y una pluralidad de dichas entradas inferiores (4a) repartidas en un área significativa de la segunda pared lateral inferior (8a) de la región inferior (1a) .

21. Método, de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado porque comprende forzar una circulación transversal turbulenta del líquido de cocción o enfriamiento conectando las salidas inferiores (3a) con las entradas superiores (4b) a través de al menos un primer conducto (11) , conectando las salidas superiores (3b) con las entradas inferiores (4a) a través de al menos un segundo conducto (12) , e impulsando el líquido de cocción o enfriamiento al menos en el interior de dicho primer conducto (11) mediante unos medios de bombeo (13) .

22. Método, de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque comprende restringir una circulación vertical del líquido de cocción o enfriamiento entre la región inferior (1a) y la región superior (1b) del tanque (1) interponiendo una placa (5) entre ambas.

23. Método, de acuerdo con la reivindicación 22, caracterizado porque comprende permitir la evacuación del líquido de cocción o enfriamiento de ambas regiones inferior y superior (1a, 1b) por unos medios de vaciado dispuestos en relación con la región inferior (1a) del tanque (1) incorporando unas perforaciones (6) a dicha placa (5) .

24. Método, de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque comprende disponer los alimentos a cocerenfriar en una pluralidad de bandejas de soporte (15) apiladas formando al menos una pila inferior (17a) en el interior de la región inferior (1a) y al menos una pila superior (17b) en el interior de la región superior (1b) , y acelerar y dirigir dicha circulación transversal del líquido de cocción o enfriamiento dimensionado dichas pilas inferior (es) y superior (es) (17a, 17b) para dejar unos espacios reducidos alrededor de las mismas en el interior del tanque (1) .

25. Método, de acuerdo con la reivindicación 24, caracterizado porque comprende facilitar la circulación transversal a través de dichas pilas inferior y superior (17a, 17b) incluyendo en cada bandeja de soporte (15) al menos una configuración a modo de canal adecuado para la circulación transversal del líquido de cocción o enfriamiento de un lado a otro de la bandeja de soporte (15) incluso cuando la bandeja de soporte (15) forma parte de una de las pilas inferior (es) o superior (es) (17a, 17b) en una u otra de las regiones inferior y superior (1a, 1b) del tanque (1) .