ES2204083T3 - Procedimiento y aparato de congelacion de productos en linea. - Google Patents
Procedimiento y aparato de congelacion de productos en linea.Info
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Abstract
El aparato según la invención comprende un recinto (2), un transportador (3) de introducción de los productos (P) en el recinto y de extracción de éstos, y medios de transferencia de frío (6) para la congelación de los productos, comprendiendo estos medios, medios (8) de impregnación del transportador (3) con un líquido criogénico, adaptándose los medios (8) de impregnación de dicho transportador (3) para proyectar el líquido criogénico sobre la cara inferior del ramal superior (17) del transportador (3), comprendiendo el aparato también medios aptos para regular el funcionamiento de los medios de impregnación en función del resultado de un control de impregnación del transportador.
Description
Procedimiento y aparato de congelación de
productos en línea.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un aparato de congelación total o parcial de
productos en línea (pudiendo la congelación parcial calificarse de
"corteza"), del tipo que comprende un recinto, un transportador
de introducción de los productos en el recinto y de extracción de
éstos, y medios de transferencia de frío para la congelación de los
productos, comprendiendo estos medios al menos unos medios de
impregnación del transportador con un líquido criogénico.
La "formación de una capa de hielo externa"
de un producto es una operación consistente en congelar
superficialmente al menos una de las superficies del producto con
miras a facilitar su preparación o manipulación ulterior.
La técnica de formación de una capa de hielo
externa se utiliza en particular en alimentación con el fin de
facilitar la preparación y manipulación ulterior de los productos
(corte, pesado...), se citará aquí a título ilustrativo el corte de
barras de jamón y de lomos de cerdo, pero se sabe que estas técnicas
de formación de una capa de hielo externa son igualmente aplicables
a otros productos alimentarios que deben experimentar una
preparación tales como el salami, el salchichón, los quesos, los
pescados etc..
La impregnación del transportador permite
congelar la superficie de los productos en contacto con éste, lo
cual tiene por resultado, entre otros, suprimir todo fenómeno de
adherencia entre los productos y el transportador. El líquido
criogénico utilizado es generalmente nitrógeno líquido. Se hará
referencia por ejemplo al documento
EP-A-576.665 que describe tales
técnicas de formación de una capa de hielo externa en productos
alimentarios.
Los aparatos de formación de capas de hielo
externas, y más particularmente los sistemas de impregnación del
transportador, conocidos actualmente, funcionan lo más a menudo
según una de las formas siguientes: bien sea el transportador se
sumerge en un baño que contiene el líquido criogénico, o el
transportador se somete a una aspersión de líquido criogénico sobre
la superficie superior de su ramal superior. La cantidad de líquido
criogénico que impregna el transportador se elige según la cantidad
de frío que se desea transferir a los productos y según el espesor
de éstos. El transportador podrá por consiguiente estar parcial o
completamente saturado por el líquido criogénico.
El sistema de impregnación por un baño es
complejo de realizar, ya que es preciso sumergir el transportador en
un baño y esto, antes de la introducción de los productos o después
de ésta.
Los sistemas de impregnación por aspersión
presentan ellos también inconvenientes, pues es difícil dominar
completamente la impregnación de la cinta. En efecto, la cantidad
de líquido criogénico vertida, con o sin presión, sobre la
superficie superior del transportador debe ser suficiente para que
todo el ramal del transportador sea impregnado y esto, no obstante
la presencia de productos para formar sobre ellos una capa de hielo
externa en esta misma superficie. Se sabe por otro lado que una
cierta cantidad de líquido tiene tendencia a percolarse a través de
los ramales de ida y vuelta del transportador. Además, en todos los
casos, con los sistemas conocidos, un fenómeno de escurrido aparece
a nivel de los rodillos de arrastre, a causa de la tensión que se
ejerce en este lugar. Existe por consiguiente líquido criogénico
excedentario, que se desea en general recuperar por un receptáculo
y por medio de un grupo de bombeo, para ser reutilizado o evacuado.
Es preciso sin embargo apreciar que este líquido recuperado
comprende pequeños trocitos que provienen de los productos sobre los
cuales se trata de formar una capa de hielo externa. Estos trocitos
pequeños producen un atascamiento de las tuberías del sistema de
recuperación y de reciclado del líquido criogénico.
La invención tiene particularmente por objetivo
proponer un procedimiento y un aparato de congelación completa o
parcial en línea, que no presente los inconvenientes mencionados
anteriormente, y en particular que permita una impregnación
controlada de los transportadores y que permita poder pasar todo
sistema de recuperación y de reciclado de líquido criogénico
excedentario.
A este respecto, la invención tiene por objeto un
procedimiento para congelar total o parcialmente productos en línea
del tipo anteriormente citado, que se caracteriza por la puesta en
práctica combinada de las medidas siguientes:
- a)
- se realiza la impregnación del transportador por proyección del líquido criogénico sobre la superficie inferior del ramal superior del transportador;
- b)
- se realiza un control de la impregnación del transportador;
- c)
- se regula la proyección de líquido criogénico en función del resultado de control de impregnación de la etapa b).
Según unos modos particulares de realización, el
procedimiento según la invención puede presentar una o varias de las
características siguientes:
- se realiza la proyección del líquido criogénico
sobre la superficie inferior del ramal superior del transportador
con la ayuda de al menos una boquilla de proyección situada entre
los dos ramales del transportador y cuya apertura está orientada
hacia el ramal superior del transportador;
- el indicado control de impregnación permite
evaluar la no impregnación del ramal superior del transportador a
nivel de la extracción de los productos;
- el indicado control comprende una medición de
temperatura en la proximidad del ramal superior del
transportador;
- el procedimiento comprende además la acción de
pulverizar directamente líquido criogénico sobre los productos,
según un chorro dispuesto aproximadamente de forma perpendicular a
la dirección de transporte de los productos.
La invención se refiere igualmente un aparato
para congelar total o parcialmente productos en línea, del tipo que
comprende un recinto, un transportador de introducción de los
productos en el recinto y de extracción de éstos, y medios de
transferencia de frío para la congelación de los productos,
comprendiendo estos medios de impregnación del transportador con un
líquido criogénico, caracterizándose el aparato porque los medios
de impregnación de dicho transportador están adaptados para
proyectar el líquido criogénico sobre la superficie inferior del
ramal superior del transportador, y porque comprende medios de
control de la impregnación del transportador, y medios aptos para
regular el funcionamiento de los medios de impregnación en función
del resultado del control de impregnación.
El aparato según la invención puede por otro lado
comprender una o varias de las características siguientes:
- los medios de impregnación del transportador
comprenden al menos una boquilla de proyección situada entre los
dos ramales del transportador y cuya abertura está orientada hacia
el ramal superior del transportador;
- la abertura de salida de la boquilla está
inclinada hacia abajo, considerando la dirección de desplazamiento
del transportador, por ejemplo con un ángulo próximo a los 45º con
relación al plano del ramal superior del transportador;
- los medios de control están adaptados para
controlar la no impregnación del ramal superior del transportador a
nivel de la extracción de los productos;
- los medios de control comprenden una sonda de
temperatura próxima del ramal superior del transportador;
- los medios de transferencia de frío a los
productos comprenden además medios de pulverización directa que
comprenden una boquilla que pulveriza un chorro de líquido
criogénico, aproximadamente de forma perpendicular a la dirección de
transporte de los productos;
- los medios de transferencia de frío comprenden
medios de removido de la atmósfera contenida en el recinto, situados
preferentemente río abajo de los medios de impregnación.
Otras ventajas de la presente invención se
desprenderán de la descripción siguiente dada únicamente a título
ilustrativo y hecha con referencia a los dibujos adjuntos en los
cuales:
- la Fig. 1 representa esquemáticamente un
aparato de congelación según la invención;
- la Fig. 2 representa a mayor escala el detalle
II de la Fig. 1; y
- la Fig. 3 es una vista análoga a la Fig. 1 de
una variante.
El aparato 1 representado en la Fig. 1 está
destinado para la formación de una capa helada externa de productos
P. Este aparato está precedido de un transportador de traída de
productos P, y seguido de un transportador de extracción de estos
productos, que los conduce a un aparato de preparación de productos
P (no representado). El aparato de preparación es por ejemplo una
unidad de corte para cortar de forma determinada los productos
sometidos previamente a la formación de una capa helada externa
procedentes del aparato de formación de una capa helada externa 1.
El aparato de preparación está ventajosamente adaptado para emitir
una señal de demanda de productos cuando la preparación del producto
precedente ha terminado. Así, el aparato de preparación puede ser
continuamente alimentado, lo cual optimiza su rendimiento.
El aparato de formación de una capa helada
externa 1 comprende esencialmente un recinto 2, aquí en forma de
túnel, atravesado por un transportador 3 de transporte de los
productos P a congelar. Este transportador 3 está formado por
ejemplo por un transportador de cintas. El transportador está
compuesto por un material flexible, poroso, que tiene una capacidad
calorífica baja, con el fin de poder alcanzar rápidamente un
equilibrio térmico con el líquido criogénico. Puede particularmente
tratarse de una cinta de material polimérico sintético, por ejemplo
de Tergal®, dispuesto con el fin de formar poros lo suficientemente
pequeños para retener en ellos el líquido criogénico, por ejemplo
en forma de un material de fibras polímeras tejido o no tejido.
El recinto 2 tiene forma paralelepipédica y
comprende unas aberturas opuestas 4, 5 que forman respectivamente
una abertura de introducción de los productos para formar sobre
ellos una capa helada externa, y una abertura de extracción de los
productos así preparados. Todas las paredes del recinto 2 están aquí
revestidas con un aislante térmico con el fin de reducir
transferencias de calor entre el interior del recinto 2 y el medio
ambiente.
En el recinto 2 están dispuestos unos medios 6 de
transferencia de frío a los productos P. Estos medios comprenden
unos medios 7 de pulverización directa del líquido criogénico sobre
los productos P, y medios 8 de impregnación del transportador 3. En
la Fig. 1, los medios de transferencia de frío 6 comprenden un
sistema de alimentación de líquido criogénico que se compone de un
depósito 9 de líquido criogénico, y de válvulas de alimentación 11 y
12. Estas válvulas pueden ser por ejemplo válvulas de acción
proporcional o eventualmente cajas frías. Una caja fría consiste en
la asociación de dos electroválvulas, lo cual permite la elección
entre dos tipos de caudal: un caudal fuerte, adaptado para la
refrigeración del material antes del comienzo de la introducción de
los productos P, y un caudal reducido adaptado al régimen de
producción, siendo este caudal suficiente para el mantenimiento de
una cierta temperatura en el interior del recinto.
Los medios de transferencia de frío 6 comprenden
también medios 13 de control de la alimentación del túnel con
líquido criogénico. Estos medios de control comprenden medios
captadores 14, 15 que pueden ser captadores de temperatura, así
como un regulador 16 que, principalmente con la ayuda de los datos
procedentes de los captadores pilota las válvulas de alimentación
11 y 12.
La válvula 11 de alimentación de los medios de
pulverización directa 7 está por ejemplo pilotada por la sonda de
temperatura 14 situada en el interior del recinto 2, y que
determina la temperatura interior de este recinto.
La válvula 12 de alimentación de los medios 8 de
impregnación del transportador 3 está pilotada por el captador 15
que está adaptado para determinar la no impregnación del ramal
superior 17 del transportador 3.
El captador 15 es una sonda de temperatura,
situada en la proximidad del ramal superior 17 del transportador 3,
a nivel de la extracción de los productos P. La no impregnación del
ramal superior 17 del transportador 3, es decir la ausencia de
líquido criogénico en éste, se caracteriza por una subida rápida de
su temperatura. El regulador 16 determina, según la temperatura, si
el transportador está aún impregnado por el líquido criogénico a
nivel de la toma de esta temperatura. Envía entonces,
consecuentemente, señales de control a la válvula de alimentación 12
de los medios de impregnación 8.
Los medios 8 de impregnación del transportador 3
comprenden varias rampas transversales 18 situadas entre los dos
ramales del transportador 3. Estas rampas 18 están provistas de
varias boquillas 19 situadas cerca y por debajo del ramal superior
17 del transportador 3. Estas boquillas pulverizan el líquido
criogénico oblicuamente hacia delante y hacia lo alto, directamente
sobre la superficie inferior del ramal superior 17. Se puede
considerar que éste reacciona como un filtro difásico, aunque el
líquido criogénico permanezca en el ramal 17 y el gas procedente de
la evaporación de este líquido criogénico pase por encima de este
ramal.
En la figura 2, el color gris del ramal 17 está
relacionado con su nivel de impregnación. Las boquillas utilizadas
son, por ejemplo, boquillas de tipo espejo tales como las boquillas
"tipo K", comercializadas por la Sociedad SPRAYING SYSTEM.
La figura 2 muestra el funcionamiento de este
tipo de boquillas. Se trata esencialmente de un tipo de boquilla
donde la dirección de la abertura 20 de alimentación de líquido
criogénico de la boquilla 19 es perpendicular a la dirección de la
abertura 21 de expulsión del líquido. En la figura 2, estas
boquillas están posicionadas de tal forma que la dirección de
pulverización del líquido criogénico forme un ángulo hacia delante
y hacia lo alto, con la dirección del ramal superior 17 del
transportador 3 (aquí un ángulo próximo a 45º). Este ángulo puede
adaptarse fácilmente según las necesidades.
Uno de los intereses de este montaje se refleja
durante la limpieza del aparato de congelación. En efecto, el
líquido de limpieza es susceptible de penetrar por la abertura de
eyección 21 de las boquillas 19, pero no puede subir al interior de
las rampas 18. No existe por consiguiente riesgo de atascamiento
por el líquido de limpieza.
Por otro lado, los medios 8 de impregnación del
ramal superior 17 están constituidos de tal forma que sólo éste sea
impregnado. En efecto, el regulador 16 da órdenes a la válvula de
alimentación 12 de tal forma que la temperatura detectada por el
captador 15 corresponda a un ramal no impregnado. No existe por
consiguiente fenómeno de escurrido al paso de las ruedas de arrastre
delanteras 22 (control de la longitud de impregnación). Además,
gracias a la disposición de las boquillas 19, no existe exceso de
líquido que caiga sobre el ramal inferior 23 del transportador 3.
Tampoco existe por consiguiente fenómeno de escurrido a nivel de las
ruedas de reenvío posterior 24, y no es necesario prever un
sistema de recuperación del líquido criogénico sobrante. Esto
simplifica grandemente la construcción, la utilización y el
mantenimiento del aparato de congelación.
Los medios 7 de pulverización directa de líquido
criogénico sobre los productos P comprenden varias rampas 18
provistas de boquillas de tipo denominado VV. Se trata de boquillas
de chorro plano o incluso cónico, que tienen un gran ángulo de
dispersión lateral, y alimentadas con una presión elevada. Estas
boquillas se colocan de forma que el chorro plano sea perpendicular
a la dirección de transporte de los productos. Así, los productos
pasan sucesivamente bajo una serie de cortinas de líquido
criogénico, correspondiendo el número de cortinas con el número de
rampas.
El aparato de congelación 1 comprende un sistema
de extracción 25 que lanza a la atmósfera los gases fríos
excedentarios (mezcla de líquido criogénico vaporizado y aire
externo).
La figura 3 representa una variante del aparato
de congelación 1 representado en la figura 1. En este caso, el
recinto 2 comprende dos cámaras 2A y 2B, que se comunican entre sí y
son atravesadas cada una por un transportador, los productos pasan
de forma continua de una cámara 2A a la otra 2B. La primera cámara
2A comprende todos los elementos del aparato de formación de una
capa helada externa representado en la figura 1. La segunda cámara
2B está equipada con ventiladores 26 que remueven la atmósfera de
esta cámara.
Esta puesta en circulación de la atmósfera, que
se encuentra a una temperatura muy baja alrededor de los productos
P favorece los fenómenos de convección y mejora la congelación de
los productos. En variante, los medios de removido 26 pueden
encontrarse en un aparato de congelación que sólo disponga de una
única cámara. Están entonces colocados de tal forma que los gases
puestos en movimiento no perturben los chorros emitidos por los
medios de pulverización directa 7.
Claims (13)
1. Procedimiento para congelar total o
parcialmente productos (P) en línea, en el interior de un recinto
(2) atravesado por un transportador (3) de introducción de los
productos (P) en el recinto y la extracción de éstos, según el cual
se procede (8) a la impregnación del transportador (3) con un
líquido criogénico, se pone en contacto el producto con el
transportador así impregnado con el fin de asegurar la congelación
parcial o total del producto por trasferencia térmica entre el
producto y el líquido criogénico así retenido en la estructura del
transportador, caracterizado por la realización combinada de
las mediciones siguientes:
a) se realiza la impregnación del transportador
(3) por proyección del líquido criogénico sobre la superficie
inferior del ramal superior (17) del transportador (3);
b) se realiza un control (13) de la impregnación
del transportador (3);
c) se regula la proyección de líquido criogénico
en función del resultado del control de impregnación de la etapa
b).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se realiza la proyección del líquido
criogénico sobre la superficie inferior del ramal superior (17) del
transportador (3) con la ayuda de al menos una boquilla de
proyección (19) situada entre los dos ramales del transportador (3)
y cuya abertura está orientada hacia el ramal superior (17) del
transportador (3).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el indicado control (13) permite
evaluar la no impregnación del ramal superior (17) del transportador
(3) en la proximidad de la extracción de los productos (P).
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
indicado control comprende una medición de temperatura (15) en la
proximidad del ramal superior (17) del transportador (3).
5. Procedimiento según la reivindicación 3 ó 4,
caracterizado porque se regula la proyección de líquido
criogénico de forma que el indicado control de impregnación
proporcione un resultado correspondiente a un ramal no
impregnado.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
además la acción de pulverizar directamente (7) líquido criogénico
sobre los productos, según un chorro dispuesto aproximadamente de
forma perpendicular a la dirección de transporte de los productos
(P).
7. Aparato para congelar total o parcialmente
productos (P) en línea, del tipo que comprende un recinto (2), un
transportador (3) de introducción de los productos (P) en el
recinto y de extracción de éstos, y medios de transferencia en frío
(6) para la congelación de los productos, comprendiendo estos
medios de transferencia medios (8) de impregnación del
transportador (3) con un líquido criogénico, caracterizado
porque los medios (8) de impregnación de dicho transportador (3)
están adaptados para proyectar el líquido criogénico sobre la
superficie inferior del ramal superior (17) del transportador (3),
y porque comprende unos medios de control (15) de la impregnación
del transportador (3), y medios (16, 12) aptos para regular el
funcionamiento de los medios de impregnación en función del
resultado del control de impregnación.
8. Aparato según la reivindicación 7,
caracterizado porque los medios (8) de impregnación del
transportador (3) comprenden al menos una boquilla de proyección
(19) situada entre los dos ramales del transportador (3) y cuya
abertura está orientada hacia el ramal superior (17) del
transportador (3).
9. El aparato según la reivindicación 8,
caracterizado porque la abertura de salida de la boquilla
(19) está inclinada río abajo considerando la dirección de
desplazamiento del transportador, particularmente con un ángulo de
45º con relación al plano del ramal superior (17) del transportador
(3).
10. Aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque los medios de
control están adaptados para controlar la no impregnación del ramal
superior (17) del transportador (3) a nivel de la extracción de los
productos (P).
11. Aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque los medios de
control comprenden una sonda de temperatura (15) próxima al ramal
superior (17) del transportador (3).
12. Aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque los medios (6)
de transferencia de frío a los productos (P) comprenden además
medios de pulverización directa (7) de líquido criogénico sobre los
productos.
13. Aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 12, caracterizado porque los medios de
transferencia de frío (6) comprenden medios (26) de removido de la
atmósfera contenida en el recinto (2).
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