ES2205901T3 - Procedimiento y aparato para secar una matriz porosa. - Google Patents

Abstract

Método para producir una matriz porosa a partir de un material bruto y para secar dicha matriz, comprendiendo el método las etapas de alimentar un agente inerte líquido dentro de un recipiente (5) a una presión y cantidad controladas a través de una válvula (7), transferir el agente inerte líquido presurizado a un recipiente de mezcla (4), recibiendo también dicho recipiente de mezcla (4) el material bruto tal como una solución, una pasta, un extracto o un material granulado, a través de una válvula de entrada (10), ajustando la presión y la temperatura dentro del recipiente de mezcla (4) hasta los niveles deseados por una válvula de liberación (6), después de la mezcla completa del agente inerte con la solución expandir la mezcla para formar una matriz porosa e inyectar la matriz dentro de un circuito de secado a través de una cámara de secado (3), manteniéndose de este modo la matriz suspendida en la cámara de secado por el medio de secado de flujo suministrado por el dispositivo de soplado, siendo retirada la humedad de la matriz de la mezcla por el medio de secado que fluye a través de una bobina del intercambiador térmico que comprende un primer intercambiador térmico (11), donde el vapor de agua es condensado y retirado del circuito y un segundo intercambiador térmico (1) donde el medio de secado es ajustado a la condición de entrada deseada antes de fluir a través de la matriz y repetir el proceso.

Description

Procedimiento y aparato para secar una matriz porosa.

La presente invención se refiere a un método y a un aparato para producir una matriz porosa a partir de un material bruto tal como una solución, una pasta, un extracto o un material granulado y al secado de la matriz porosa.

Se realizan continuamente desarrollos para hacer procesos, aparatos y conectores con liofilización más económicos, más seguros, capturando hasta un grado mayor ingredientes aromáticos y nutritivos durante el proceso de liofilización.

Tales procesos se conocen de los documentos WO99/65600 y US-A-5.629.191 publicados el 23.12.1999.

Con el método y el aparato de acuerdo con la presente invención, el secador puede funcionar a diferentes niveles de temperatura y condiciones de entrada por debajo del punto de refrigeración del material, permitiendo la eliminación de la cantidad de humedad substancial dentro de un tiempo de residencia más corto.

Con el método de acuerdo con la presente invención, está prevista una flexibilidad en la operación puesto que una solución, una suspensión, una pasta, jugos, extractos e incluso productos adhesivos finamente granulados pueden ser mezclados con un agente inerte y expandidos para formar una matriz porosa. Dicha matriz porosa es secada progresivamente a medida que se introduce dentro de la cámara de secado, comprendiendo de este modo dicha cámara de secado medios para ajustar las condiciones de entrada previstas por el intercambiador térmico y el dispositivo de soplante.

Mediante la circulación en circuito cerrado del aire de secado u otros medios, se evitan contaminaciones de procesamiento y una retención máxima del aroma u olores del producto final, así como otros componentes orgánicos sensibles al calor, que deberían haberse eliminado, están abiertos al proceso.

Los intercambiadores de calor desacoplados proporcionan medios de secado acondicionados a niveles adecuados o diferentes para alcanzar la inactividad térmica mínima, al mismo tiempo que se evita la degradación de productos sensibles al calor o delicados. Para evitar las poluciones medioambientales y térmicas, se utilizan refrigerantes naturales en los intercambiadores de calor desacoplados.

Las ventajas descritas anteriormente son alcanzadas con el método y el aparato de acuerdo con la presente invención como se define con las características indicadas en las reivindicaciones.

La figura describe esquemáticamente un aparato de acuerdo con la invención.

De acuerdo con la invención, se introduce un agente inerte dentro del material bruto estructural que puede ser una solución, una pasta, un extracto, o un material granulado, después de esto el material bruto es expandido por encima o por debajo del punto de congelación del material bruto y a una presión inferior, produciendo de este modo una matriz que consta principalmente de sólidos, poros y cristales de hielo. La matriz resultante puede ser congelada antes o durante el proceso de secado o puede ser introducida directamente dentro de la cámara de secado.

La matriz congelada está colocada en la cámara de secado del aparato, después de esto se activa el secador. La humedad retirada de la matriz es guiada como un medio de escape a través de un intercambiador de calor que tiene bobinas superficiales refrigeradas en las que se condensa el vapor de agua, y después es eliminado del circuito de secado.

En la siguiente fase, el medio de secado está acondicionado hasta la condición de entrada deseada y preajustada de la cámara de secado utilizando la superficie caliente del intercambiador térmico. Este proceso es repetido continuamente a medida que el medio de secado es introducido de nuevo en la cámara de secado que contiene la matriz.

Con el aparato de acuerdo con la presente invención, el agente inerte es mezclado con una matriz en un proceso de mezcla controlado. Para este fin, el aparato comprende varios componentes también para el acondicionamiento del medio de secado.

Los recipientes para el agente inerte y para el material bruto están fabricados preferentemente de acero inoxidable. La salida de dichos recipientes está controlada de forma segura por la división fina de las fracciones de masa, por el uso de medidores de flujo y válvulas de control. La presión y la temperatura en las entradas y salidas del recipiente son reconocidas por los sensores e indicadores dispuestos en la tubería del recipiente, adaptadores y conexiones.

El secador como tal consta de un circuito cerrado en el que el medio de secado fluye después de ser acondicionado en el intercambiador térmico. Las superficies del intercambiador térmico pueden calentarse y refrigerarse respectivamente de forma independiente o pueden, como tales, estar conectadas con los sistemas de refrigeración y bombas térmicas adecuados.

Un dispositivo de soplado, cuando está activado, proporciona el flujo de medio de secado a través de la cámara de secado que contiene el lecho fijo o fluidizado de matriz congelada porosa, después de esto, se alcanza el secado como tal por los mecanismos de transferencia de calor y de transporte de masas. Las superficies calentadas y refrigeradas del intercambiador térmico promueven la deshumidificación y el acondicionamiento del medio de secado y pueden ajustarse para proporcionar la especificación y la sensibilidad térmica deseadas de la matriz por los diseños específicos de la cámara y las condiciones de entrada preajustadas.

Con el método y aparato de acuerdo con la presente invención, el secador es capaz de funcionar a niveles de temperatura diferentes y las condiciones de entrada pueden estar preajustadas en o por debajo del punto de congelación final del material bruto, tal que se elimina casi toda la humedad en la matriz. En conexión con esto, la temperatura del circuito del intercambiador térmico puede cambiarse con el fin de incrementar la temperatura del medio de secado, controlar la humedad relativa y como consecuencia, alcanzar un alto grado de eliminación de agua y un tiempo de residencia corto de la matriz.

El diseño del secador, como tal, permite el uso de una fracción solamente de la energía utilizada en los procesos convencionales. Adicionalmente, el circuito de secado cerrado evita la contaminación como tal, como se observa de forma frecuente con los sistemas abiertos comerciales.

Debido a una temperatura de funcionamiento más alta y a una presión de funcionamiento más alta, el proceso de secado de acuerdo con la presente invención es menos costoso, teniendo los sistemas de secado disponibles comúnmente capacidades similares. Adicionalmente, el producto final procedente del secador proporciona mayor calidad y es más uniforme que los secadores convencionales y secadores pulverizadores que funcionan a una temperatura mucho mayor, lo que es poco adecuado adicionalmente para los materiales sensibles al calor.

La única figura describe esquemáticamente la disposición del aparato con sus componentes vitales. Un agente inerte de líquido es alimentado dentro de un depósito 5 a presión y cantidad controladas través de una válvula 7. La válvula 7 permite también dosificar la cantidad de agente inerte dentro del depósito 5, como se inspecciona a través del indicador de nivel de cristal 8.

Desde el depósito 5, el agente inerte líquido presurizado es transferido al depósito de mezcla 4 que recibe también la solución (pasta, extracto o material granulado) a través de una válvula de entrada 10. La presión y la temperatura dentro del depósito de mezcla 4 son ajustadas a través de la válvula de liberación 6. Un agitador multi-propulsor 9 gira por consiguiente para proporcionar una mezcla completa del agente inerte con la solución.

Desde el depósito de mezcla 4, la solución es expandida dentro de una matriz porosa y es inyectada dentro del circuito de secado a través de la cámara de secado 3. La matriz se mantiene suspendida en la cámara de secado por el medio de secado de flujo, que es suministrado por el dispositivo de soplado 2.

Además de tener la matriz porosa suspendida durante el proceso, el medio circula de nuevo en el circuito de secado en un bucle cerrado. Después de eliminar la humedad de la matriz, el medio de escape se mueve a través de una bobina del intercambiador térmico que comprende un primer intercambiador térmico 11 donde el vapor de agua está condensado y retirado del circuito. Después de esto, el medio de secado es ajustado a la condición de entrada deseada en el intercambiador térmico 1. Finalmente, el medio de secado fluye a través de la matriz y se repite el

\hbox{proceso}

.

Claims (2)

1. Método para producir una matriz porosa a partir de un material bruto y para secar dicha matriz, comprendiendo el método las etapas de alimentar un agente inerte líquido dentro de un recipiente (5) a una presión y cantidad controladas a través de una válvula (7), transferir el agente inerte líquido presurizado a un recipiente de mezcla (4), recibiendo también dicho recipiente de mezcla (4) el material bruto tal como una solución, una pasta, un extracto o un material granulado, a través de una válvula de entrada (10), ajustando la presión y la temperatura dentro del recipiente de mezcla (4) hasta los niveles deseados por una válvula de liberación (6), después de la mezcla completa del agente inerte con la solución expandir la mezcla para formar una matriz porosa e inyectar la matriz dentro de un circuito de secado a través de una cámara de secado (3), manteniéndose de este modo la matriz suspendida en la cámara de secado por el medio de secado de flujo suministrado por el dispositivo de soplado, siendo retirada la humedad de la matriz de la mezcla por el medio de secado que fluye a través de una bobina del intercambiador térmico que comprende un primer intercambiador térmico (11), donde el vapor de agua es condensado y retirado del circuito y un segundo intercambiador térmico (1) donde el medio de secado es ajustado a la condición de entrada deseada antes de fluir a través de la matriz y repetir el proceso.

2. Aparato para producir una matriz porosa a partir de un material bruto y para secar dicha matriz, comprendiendo el aparato una válvula (7) que está conectada con un recipiente (5) para alimentar un agente inerte licuado dentro del recipiente (5) a presión y velocidad controladas, permitiendo así la válvula (7) la dosificación del agente, estando conectado un recipiente de mezcla (4) con el recipiente (5) adaptado para recibir el agente inerte líquido presurizado así como un material bruto tal como una solución, una pasta, un extracto o un material granulado, a través de una válvula de entrada (10), controlando así la válvula de liberación (6) la presión y la temperatura dentro del recipiente de mezcla (4), asegurando de este modo un agitador (9) dentro del recipiente de mezcla (4) la mezcla completa del agente con la solución, estando conectada una cámara de secado (3) con el recipiente de mezcla (4) para recibir la mezcla como una matriz porosa que es inyectada de este modo en un circuito de secado a través de la cámara de secado (3), y estando conectado un primer intercambiador térmico (10) con el circuito para la condensación y eliminación del vapor de agua desde el circuito, siendo ajustado después el medio de secado a la condición de entrada de la cámara de secado (7) por un intercambiador

\hbox{térmico}

(1).