Aparato y procedimiento para calentar un fluido de servicio.

Aparato para calentar un fluido de servicio, comprendiendo dicho aparato un circuito cerrado (18) para un fluido de trabajo,

presentando dicho circuito cerrado (18) un primer y segundo intercambiadores de calor (10, 20) y un compresor (22) entre los mismos, presentando el primer intercambiador de calor (10) un lado de entrada de calor para la conexión con una fuente de calor de fluido externa y un lado de salida de calor para vaporizar el fluido de trabajo en el circuito cerrado (18), siendo el compresor (22) un compresor de vapor (22) adaptado para comprimir el fluido de trabajo gaseoso vaporizado del primer intercambiador de calor (10) para formar un fluido de trabajo gaseoso a una presión más elevada, y presentando el segundo intercambiador de calor (20) un lado de entrada de calor para recibir y condensar el fluido de trabajo gaseoso a una presión más elevada del compresor (22) y un lado de salida de calor para calentar un fluido de servicio externo, un sistema de recirculación de aceite acoplado a una freidora (2) para freír alimentos, estando el lado de salida de calor del segundo intercambiador de calor (20) conectado al sistema de recirculación de aceite, comprendiendo el aceite de la freidora el fluido de servicio externo, y un extractor (44) sobre la freidora (2), estando el lado de entrada de calor del primer intercambiador de calor (10) conectado al extractor (44), estando dicho extractor (44) adaptado para recoger vapor generado durante el proceso de freído, comprendiendo dicho vapor la fuente de calor de fluido externa.

Aparato y procedimiento para calentar un fluido de servicio.

La presente invención se refiere a un aparato y a un procedimiento para calentar un fluido de servicio y presenta una aplicación en particular en un procedimiento para freír y en un aparato para freír que presentan una eficiencia elevada, y bajo calor residual.

La presente invención presenta una aplicación particular en la fabricación de alimentos para aperitivo, más particularmente, patatas chip.

El documento DE-A-3031425 da a conocer un aparato para enfriar una máquina. El documento EP-A-0426516 da a conocer un aparto para freír.

En muchos procesos industriales, existe una necesidad de calentar un fluido de servicio y existe un deseo generalizado de proporcionar procesos eficientes energéticamente, que dejen una huella de carbono mínima, para conseguir dicho calentamiento. Por ejemplo, los procesos para freír se utilizan comúnmente para producir una variedad de alimentos fritos diferentes. El freído se utiliza particularmente para cocinar productos alimenticios de aperitivo, como patatas chip. En la fabricación de patatas chip, las rodajas cortadas de patatas crudas se cocinan en una freidora que contiene aceite para cocinar a una temperatura elevada. Se requiere energía para calentar el aceite y mantenerlo a la temperatura de cocinado deseada. Además, el proceso de freído deshidrata las rodajas de patata y se genera un gran volumen de vapor que, típicamente, se captura mediante un extractor dispuesto sobre la freidora y se expulsa a la atmósfera o dicho vapor se hace pasar en un oxidador térmico para la destrucción mediante volatizado.

Generalmente, existe un deseo reconocido en la técnica de la fabricación de aperitivos de reducir los costes energéticos y la generación de calor residual de los aparatos para freír. Sin embargo, también resulta necesario asegurar que el proceso y el aparato para freír siguen produciendo un producto de gran calidad para el consumidor que cumpla con la aceptación del cliente y que resulte fiable y aceptable consistentemente a pesar de los elevados volúmenes de producción. En particular, normalmente se requiere que las patatas chip cumplan con unos criterios de aceptación por parte del cliente muy estrictos para el producto respectivo, por ejemplo, que presenten un contenido específico de humedad y de aceite en la patata chip, así como los atributos deseados de sabor, organolépticos y otros atributos sensoriales.

La presente invención pretende proporcionar un aparato y un procedimiento para el calentamiento de un fluido de servicio, que puede presentar una aplicación particular en un procedimiento para freír y en un aparato para freír, que presente una eficiencia energética elevada y bajo calor residual. Dichos aparato y procedimiento presentan una aplicación particular para freír alimentos, como aperitivos y, más particularmente, patatas chip, para proporcionar una eficiencia energética mejorada y un calor residual reducido, en particular una producción de vapor residual reducida.

De acuerdo con esto, la presente invención proporciona un aparato para calentar un fluido de servicio, comprendiendo dicho aparato un circuito cerrado para un fluido de trabajo, estando dicho circuito cerrado provisto de primeros y segundos intercambiadores de calor y de un compresor entre los mismos, presentando el primer intercambiador de calor un lado de entrada de calor para la conexión a una fuente de calor de fluido externa y un lado de salida de calor para vaporizar el fluido de trabajo en el circuito cerrado, siendo el compresor un compresor de vapor adaptado para comprimir el fluido de trabajo gaseoso vaporizado desde el primer intercambiador de calor para formar un fluido de trabajo gaseoso a una presión más elevada y estando el segundo intercambiador de calor provisto de un lado de entrada de calor para recibir y condensar el fluido de trabajo gaseoso a presión más elevada desde el compresor y un lado de salida de calor para calentar un fluido de servicio exterior, un sistema de recirculación de aceite acoplado a una freidora para freír alimentos, donde el lado de salida de calor del segundo intercambiador de calor está conectado al sistema de recirculación de aceite, comprendiendo el aceite de la freidora el fluido de servicio externo, y un extractor sobre la freidora, estando el lado de entrada de calor del primer intercambiador de calor conectado al extractor, estando el extractor adaptado para recoger el vapor generado durante el proceso de freído, comprendiendo el vapor la fuente de calor de fluido externa.

La presente invención también proporciona un procedimiento de calentamiento de un fluido de servicio, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

i. vaporizar un fluido de trabajo en un lado de un primer intercambiador de calor de un circuito cerrado mediante la entrada de calor de una fuente de calor de fluido externa en un lado opuesto del primer intercambiador de calor;

ii. transportar el fluido de trabajo gaseoso vaporizado por el circuito cerrado a un compresor de vapor;

iii. comprimir el fluido de trabajo gaseoso vaporizado en el compresor de vapor para formar un fluido de trabajo gaseoso a una presión más elevada;

iv. transportar el fluido de trabajo gaseoso a una presión más elevada por el circuito cerrado a un segundo intercambiador de calor del circuito cerrado;

v. condensar el fluido de trabajo gaseoso a una presión más elevada en un lado del segundo intercambiador de calor, calentando así un fluido de servicio exterior en un lado opuesto del segundo intercambiador de calor; y

vi. transportar el fluido de trabajo condensado por el circuito cerrado al primer intercambiador de calor, donde el procedimiento se utiliza en un procedimiento para freír alimentos en una freidora que utiliza aceite de freidora recirculado procedente de la freidora como el fluido de servicio externo y la fuente de calor de fluido externa comprende vapor que se genera durante el proceso de freído.

Las características preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.

A continuación se describirá una forma de realización de la presente invención, únicamente a título de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1 es una ilustración esquemática de un aparato para freír que incorpora un aparato para calentar un fluido de servicio de acuerdo con una forma de realización de la presente invención.

Haciendo referencia a la Figura 1, se muestra un aparato para freír que incorpora un aparato para calentar un fluido de servicio de acuerdo con una primera forma de realización de la presente invención. Una freidora 2 es una freidora continua en la que los productos alimenticios, típicamente aperitivos, tales como patatas chip, que se van a freír se alimentan en un extremo longitudinal aguas arriba 4 de la freidora 2 y se retiran los productos alimenticios cocinados en el extremo longitudinal aguas abajo opuesto 6 de dicha freidora 2. De forma correspondiente, el aceite de cocinado fluye de manera continua a lo largo de la freidora 2 desde el extremo de entrada o aguas arriba 4 hasta el extremo de salida o aguas abajo 6. Se dispone un transportador 7 para retirar los productos alimenticios fritos del aceite en la freidora 2 en el extremo de salida 6.

Se alimenta aceite a una temperatura relativamente alta, típicamente entre 175º C y 182º C, dentro, en o de forma adyacente al extremo aguas arriba 4 y se retira aceite a una temperatura relativamente baja de entre 150º C y 155º C de manera continua de la freidora 2 en el extremo aguas abajo 6. Una salida 8 en el extremo aguas abajo 6 se conecta con un primer lado 9 de un primer intercambiador de calor 10 que calienta el aceite. Una línea de salida 12 desde el primer lado 9 del primer intercambiador de calor 10 se conecta con una entrada 14 en el extremo aguas arriba 4 de la freidora 2. Esto proporciona un primer circuito cerrado 16 para hacer recircular el aceite para la freidora 2, calentándose dicho aceite recirculado mediante el primer intercambiador de calor 10.

En un segundo lado 11 del primer intercambiador de calor 10, se prevé un segundo circuito cerrado 18 para un fluido de trabajo. Dicho fluido de trabajo experimenta los cambios de fase entre un líquido y un gas, y viceversa, en el segundo circuito cerrado 18. Típicamente, el fluido de trabajo puede comprender agua, un refrigerante, como un refrigerante orgánico, o cualquier otro fluido de trabajo adecuado que presente un punto de ebullición en el rango de temperatura deseado, tal como se describe a continuación. Por ejemplo, el fluido de trabajo puede ser dióxido de carbono. Típicamente, el punto de ebullición es menor de 125º C, que es una temperatura... [Seguir leyendo]

1. Aparato para calentar un fluido de servicio, comprendiendo dicho aparato un circuito cerrado (18) para un fluido de trabajo, presentando dicho circuito cerrado (18) un primer y segundo intercambiadores de calor (10, 20) y un 5 compresor (22) entre los mismos, presentando el primer intercambiador de calor (10) un lado de entrada de calor para la conexión con una fuente de calor de fluido externa y un lado de salida de calor para vaporizar el fluido de trabajo en el circuito cerrado (18) , siendo el compresor (22) un compresor de vapor (22) adaptado para comprimir el fluido de trabajo gaseoso vaporizado del primer intercambiador de calor (10) para formar un fluido de trabajo gaseoso a una presión más elevada, y presentando el segundo intercambiador de calor (20) un lado de entrada de 10 calor para recibir y condensar el fluido de trabajo gaseoso a una presión más elevada del compresor (22) y un lado de salida de calor para calentar un fluido de servicio externo, un sistema de recirculación de aceite acoplado a una freidora (2) para freír alimentos, estando el lado de salida de calor del segundo intercambiador de calor (20) conectado al sistema de recirculación de aceite, comprendiendo el aceite de la freidora el fluido de servicio externo, y un extractor (44) sobre la freidora (2) , estando el lado de entrada de calor del primer intercambiador de calor (10)

conectado al extractor (44) , estando dicho extractor (44) adaptado para recoger vapor generado durante el proceso de freído, comprendiendo dicho vapor la fuente de calor de fluido externa.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que la freidora (2) presenta unos extremos de entrada y de salida (4, 6)

conectados al sistema de recirculación de aceite. 20

3. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende asimismo un motor de gas (66) para accionar el compresor (22) .

4. Aparato según la reivindicación 3, que comprende asimismo un tercer intercambiador de calor (80) para calentar

el fluido de servicio externo, presentando el motor de gas (66) un escape para los gases de combustión conectado al tercer intercambiador de calor (80) .

5. Aparato según la reivindicación 3 o 4, que comprende asimismo un generador eléctrico (72) conectado al motor de gas (66) para generar energía eléctrica para accionar el compresor (22) . 30

6. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que el motor de gas (66) es una turbina de gas.

7. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende asimismo un depósito (40) para

recoger del primer intercambiador de calor (10) fluido condensado de la fuente de calor de fluido externa. 35

8. Procedimiento de calentamiento de un fluido de servicio, comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes:

i. vaporizar un fluido de trabajo en un lado de un primer intercambiador de calor (10) de un circuito cerrado (18)

mediante la entrada de calor de una fuente de calor de fluido externa en un lado opuesto del primer intercambiador de calor (10) ;

ii. transportar el fluido de trabajo gaseoso vaporizado alrededor del circuito cerrado (18) a un compresor de vapor (22) ; 45

iii. comprimir el fluido de trabajo gaseoso vaporizado en el compresor de vapor (22) para formar un fluido de trabajo gaseoso a una presión más elevada;

iv. transportar el fluido de trabajo gaseoso a una presión más elevada alrededor del circuito cerrado (18) a un 50 segundo intercambiador de calor (20) del circuito cerrado (18) ;

v. condensar el fluido de trabajo gaseoso a una presión más elevada en un lado del segundo intercambiador de calor (20) , calentando de este modo un fluido de servicio externo en un lado opuesto del segundo intercambiador de calor (20) ; y 55

vi. transportar el fluido de trabajo condensado alrededor del circuito cerrado (18) al primer intercambiador de calor (10) , en el que el procedimiento se utiliza en un procedimiento para freír alimentos en una freidora (2) que utiliza aceite 60 de freidora recirculado procedente de la freidora (2) como fluido de servicio externo, y la fuente de calor de fluido externa comprende vapor generado durante el proceso de freído.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la freidora (2) presenta unos extremos de entrada y de salida (4, 6) acoplados a un sistema de recirculación de aceite. 65

10. Procedimiento según la reivindicación 8 o 9, en el que los alimentos comprenden aperitivos, opcionalmente, patatas chip.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que el compresor de vapor (22) se acciona 5 mediante un motor de gas (66) .

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que el motor de gas (66) presenta un escape para los gases de combustión y dicho escape está conectado a un tercer intercambiador de calor (80) para calentar el fluido de servicio externo.

13. Procedimiento según la reivindicación 11 o 12, en el que el motor de gas (66) está conectado a un generador eléctrico (72) para generar energía eléctrica para accionar el compresor (22) .

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que el motor de gas (66) es una turbina de 15 gas.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, que también incluye la etapa de recogida de un fluido condensado de la fuente de calor de fluido externa procedente del primer intercambiador de calor (10) .