ES2214009T3 - Un aparato en un infusor para un producto alimenticio liquido. - Google Patents
Un aparato en un infusor para un producto alimenticio liquido.Info
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Abstract
Un aparato, en un infusor (1) para un producto alimenticio líquido, siendo el aparato del tipo que incluye un autoclave (2) con una entrada (3) para el producto situada en su región superior y una salida (7) para el producto situada en su región inferior, estando dispuesta dicha entrada (3) para dividir el producto que entra en el autoclave (2) en pequeñas gotitas (20), incluyendo el infusor (1), además, una entrada (8) para vapor de agua (21) situada en la región inferior del autoclave (2), caracterizado porque la entrada (8) de vapor de agua consiste en una abertura concéntrica (14) en la superficie de envuelta (10) del autoclave (2).
Description
Un aparato en un infusor para un producto
alimenticio líquido.
El presente invento se refiere a un aparato en un
infusor para un producto alimenticio líquido, siendo el aparato del
tipo que incluye un autoclave con una entrada para el producto
situado en su región superior y una salida para el producto situado
en su región inferior, estando dispuesta la entrada para dividir el
producto que entra en el autoclave en pequeñas gotitas, incluyendo
el infusor, además, una entrada para vapor de agua situada en la
región inferior del autoclave.
El tratamiento con calor de productos
alimenticios para conseguir una vida en almacén incrementada es un
método bien conocido y frecuentemente empleado. Por ejemplo, el
producto alimenticio puede estar constituido por diversos productos
lácteos tales como leche, nata o yogur. El tratamiento con calor
pueden tener lugar en una pluralidad de formas, directa o
indirectamente. Métodos indirectos son, por ejemplo, calentamiento
por medio de distintos tipos de intercambiadores de calor. De los
métodos directos, hay dos grupos importantes, inyección o infusión
con vapor de agua. Empleando un método directo se conseguirá un
calentamiento extremadamente rápido que, en la actualidad ha de
buscarse ya que después, con el fin de mejorar las propiedades de
sabor de, por ejemplo, la leche, la intención, con frecuencia, es
calentar a temperaturas elevadas durante breves períodos de
tiempo.
El presente invento se refiere a un aparato que
emplea calentamiento por infusión. La infusión supone que un
líquido finamente dividido es calentado en una cámara con vapor de
agua. El principio de calentar un líquido, por ejemplo un alimento
líquido inyectándolo en una cámara llena de vapor de agua ha sido
conocido desde principios del siglo diecinueve.
Las primeras instalaciones de calentamiento por
infusión se basaban en el mismo principio que los condensadores, por
medio de los cuales se condensaba el vapor de agua en exceso
procedente de varios procesos químicos. Las primeras instalaciones
presentaban, por tanto, un infusor que consistía en un autoclave con
una entrada para el producto en la región superior del autoclave.
La entrada descargaba en una cámara distribuidora que dividía el
producto entrante en pequeñas y finas gotitas de líquido. En el
fondo del autoclave, hay una salida para el producto caliente. El
autoclave estaba provisto, además, de una entrada para vapor de
agua que, en estos primeros infusores, estaba situada en la región
inferior del autoclave. Sin embargo, un inconveniente inherente de
estos infusoles para, por ejemplo, leche, es que el vapor de agua
que se inyectaba en un nivel bajo en el autoclave hacia las gotitas
de líquido finamente divididas, hace que las gotitas cambien de
dirección y muchas de ellas se peguen a la paredes internas del
infusor, donde la combustión del producto era el resultado
inmediato. La combustión del producto sobre tales paredes calientes
lleva consigo importantes problemas higiénicos y tal producto
quemado es extremadamente difícil de limpiar.
Un método de obviar el problema de la combustión
del producto sobre las paredes internas del infusor, es poner la
entrada de vapor de agua en la región superior del infusor. El
vapor de agua es alimentado desde arriba sobre la cámara
distribuidora del producto de forma que las gotitas no ven
interrumpida su caída a través de la cámara de vapor de agua. Pero
la admisión de vapor de agua concurrentemente con la admisión de
producto, también tiene sus inconvenientes. Este tipo de admisión
de vapor de agua puede dar lugar a la combustión del producto
alrededor de las aberturas del distribuidor o en los espacios
libres del distribuidor que presenta éste. Esto interrumpe el
calentamiento del producto, la temperatura de éste cae y, así, debe
incrementarse la presión del vapor de agua, produciéndose
diferencias de temperatura más elevadas entre el producto y el
vapor de agua. Diseñando las aberturas del distribuidor de tal
manera que tengan un borde muy delgado que se abre hacia la cámara
de vapor de agua, este problema se puede resolver porque capas muy
delgadas de producto se quemarán rápidamente, rompiéndose
fácilmente antes de hacerse disruptivas.
El documento
AU-B-610233 se refiere a un aparato
para tratar con calor o esterilizar alimentos líquidos carentes de
sabor a cocido por lo que, las entradas de vapor de agua están
situadas en la parte superior del recipiente.
Sin embargo, la admisión concurrente de vapor de
agua también supone problemas con los gases no condensables que,
siempre, han de encontrarse en el producto y que son emitidos en
conexión con este calentamiento. El vapor de agua también contiene
una cierta cantidad de estos gases. Los gases pueden consistir en
oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono y otros. Estos gases deben
ser eliminados continuamente con el fin de que sea posible mantener
la temperatura del vapor de agua a la misma presión. Como resultado
de una admisión de vapor de agua concurrente, los gases no
condensables se mezclan más fácilmente con el vapor de agua y
resulta difícil eliminarlos sin, también, liberar innecesariamente
vapor de agua a partir del proceso.
Así, ello supondría mayores ventajas si fuese
posible emplear la solución "clásica" con una entrada de vapor
de agua situada muy abajo en el infusor sin sufrir los problemas
que lleva consigo la combustión del producto, de los que ha
adolecido previamente esta solución.
Un objeto del presente invento es poder situar la
entrada de vapor de agua de un infusor en la región inferior del
autoclave sin que el vapor de agua, al ser admitido, interrumpa la
trayectoria de las gotitas que caen y haga que salpiquen contra las
paredes internas calientes del infusor, haciendo que se queme el
producto que, luego, resulta difícil de lavar.
Otro objeto del presente invento es, como
resultado de la situación a baja altura de la entrada de vapor de
agua, hacer que sea más fácil recoger y evacuar los gases no
condensables.
Estos y otros objetos se han conseguido, de
acuerdo con el presente invento, porque al aparato del tipo
descrito a modo de introducción se le ha proporcionado el rasgo
característico de que la entrada del vapor de agua consiste en una
abertura concéntrica en la superficie de la envuelta del
autoclave.
Las realizaciones preferidas del presente invento
han recibido, además, los rasgos característicos que se establecen
en las reivindicaciones subordinadas adjuntas.
Se describirá ahora con mayor detalle, en lo que
sigue, una realización preferida del presente invento, con
referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la Fig. 1 es un alzado lateral, parcialmente en
sección, de un infusor de acuerdo con el presente invento;
la Fig. 2 es un alzado lateral, parcialmente en
sección, de la entrada de vapor de agua del infusor; y
la Fig. 3 es un diagrama de flujo para una
instalación de tratamiento térmico por medio de calor de
infusión.
Los dibujos adjuntos ilustran solamente los
detalles y las partes esenciales para conseguir una comprensión del
presente invento.
La Fig. 1 muestra, en alzado lateral, un infusor
1 de acuerdo con el presente invento. El infusor 1 consiste,
sustancialmente, en un autoclave usual 2. El autoclave 2 tiene, en
su región superior, una entrada 3 para el producto que ha de ser
tratado en el infusor 1. La entrada 3 de producto termina con una
cámara distribuidora 4. La cámara distribuidora 4 está situada
centralmente en el autoclave y tiene, en su pared inferior 5, un
gran número de aberturas o espacios. Las aberturas o los espacios
están destinados a dividir finamente el producto entrante de manera
que éste, cuando entre en el autoclave 2, forme gran número de
pequeñas y finas gotitas 20 que caerán a través del autoclave 2.
En la región inferior, preferiblemente la más
baja, del autoclave 2, donde el autoclave 2 forma una terminación
cónica 6, hay dispuesta una salida 7 para el producto que ha sido
tratado con calor en el infusor 1. La región inferior de la
terminación cónica 6 del autoclave 2 funciona como célula portadora
en la que permanece el producto durante un cierto tiempo antes de
ser bombeado ulteriormente para tratamiento adicional.
Un infusor 1 de acuerdo con el presente invento
está provisto, además, en la región inferior del autoclave 2, de
una entrada 8 para vapor de agua 21. La entrada 8 de vapor de agua
está situada bien hacia abajo en el autoclave 2, de preferencia por
encima de la terminación cónica 6 del autoclave 2 y a poca
distancia de la superficie 9 del líquido formado por el producto
tratado con calor cuando el producto se encuentra en el autoclave 2
a una cierta temperatura y antes de abandonar el autoclave 2.
La entrada 8 de vapor de agua se ilustra con
detalle en la Fig. 2. La entrada 8 de vapor de agua está situada
concéntricamente alrededor de la superficie 10 de la envuelta del
autoclave 2. La entrada 8 de vapor de agua es alimentada con vapor
de agua 21 a través de una rama 11 de la conducción de entrada. La
rama 11 de entrada lleva a una cámara distribuidora 12 que se
extiende concéntricamente. En la cámara distribuidora 12, el vapor
de agua 21 que entra es distribuido concéntricamente por toda la
superficie 10 de la envuelta del autoclave 2 y, desde allí, pasa
además a través de un estrangulamiento 13 para entrar en el
autoclave 2 por una abertura 14. Dado que la abertura 14 es
concéntrica, se obtendrá una distribución uniforme del vapor de agua
21 en el autoclave 2. Alternativamente, es posible conectar la
cámara distribuidora 12, en lugar de al estrangulamiento 13, a la
abertura 14 por medio de varios orificios distribuidos
\hbox{concéntricamente}.
La cámara distribuidora 12 está aislada de la
pared 10 de la envuelta del autoclave 2 por un espacio aislado 15.
El espacio 15 está aislado con aire, porque en el espaciador 15 hay
formado un espacio estrecho 16 contra el aire ambiente. La cámara
distribuidora 12 está aislada del autoclave 2 con el fin de que el
vapor de agua caliente 21 que entra no caliente innecesaria ni
directamente la superficie 10 de la envuelta del autoclave 2.
Reduciendo la temperatura de la superficie 10 de la envuelta, se
ayuda a reducir cualquier posible combustión de producto sobre la
pared interior de la superficie 10 de la envuelta.
El producto que entra en el infusor 1 es bombeado
a través de un conducto a la entrada 3 de la región superior del
autoclave 2. El producto entrante (que, por ejemplo, puede ser
leche) se encuentra normalmente a una temperatura de
75-82ºC, en ciertas aplicaciones hasta 120ºC. Desde
la entrada 3 y la cámara distribuidora 4, el producto pasa por gran
número de aberturas o espacios previstos en la pared inferior 5 de
la cámara distribuidora 4. El producto forma, por tanto, gran número
de pequeñas gotitas 20 que caen libremente a través del autoclave 2
hasta que alcanzan la superficie 9 del líquido. En su camino de
bajada a través del autoclave 2, las gotitas 20 de producto
encuentran el vapor de agua 21 a presión, que se encuentra a una
temperatura de unos 120-170ºC, preferiblemente
140-150ºC.
Al condensarse el vapor de agua 21, calienta
rápidamente las gotitas de producto 20 a la temperatura deseada y,
cuando las gotitas 20 alcanzan la superficie 9 del líquido, el
producto ha alcanzado la temperatura deseada. La distancia entre la
cámara distribuidora 4 para el producto y la superficie 9 del
líquido debe ser grande, de modo que las gotitas 20 de producto
tengan tiempo de calentarse hasta la temperatura deseada. El
producto ya calentado permanecerá, durante un cierto período de
tiempo, en la terminación cónica 6 del autoclave 2 antes de salir
del infusor 1 por la salida 7.
Como resultado de la admisión de vapor de agua 21
concéntricamente en el autoclave 2, se obtendrá una distribución muy
uniforme del vapor de agua 21 en el autoclave 2 y solamente existe
un riesgo muy ligero de que el vapor de agua 21 entrante interrumpa
las gotitas 20 de producto. Dado que las gotitas 20 de producto
pueden caer de manera relativamente directa sin interrupciones, se
reducen al mínimo las salpicaduras de producto sobre las paredes
internas calientes del autoclave 2 y, por tanto, también la
combustión del producto sobre las paredes del autoclave 2.
Durante el proceso de calentamiento, se liberan
del producto gases 22 no condensables, tales como oxígeno, nitrógeno
y dióxido de carbono. También se desprenderá del vapor de agua 21
empleado en el proceso, una cierta cantidad de gases 22 no
condensables. Como el área "más fría" del infusor 1 está
situada en las regiones superiores del autoclave 2, los gases 22 no
condensables serán recogidos en ella y pueden ser evacuados del
infusor por la salida 17. La entrada 8 de vapor de agua, situada
muy abajo en el autoclave 2, contribuye así a crear el área
"fría" más superior en el autoclave, que se requiere con el
fin de poder recoger los gases 22 no condensables con una mezcla de
vapor de agua 21 tan pequeña como sea posible.
El infusor 1 debe estar dotado, también,
adecuadamente, de un medidor de temperatura 18 y otro equipo de
control, para ejecutar el proceso.
La Fig. 3 muestra como se incluye un infusor 1
como parte de una instalación para el tratamiento térmico de
alimentos líquidos por medio de calor por infusión. El producto
entrante 30 para por un depósito 31 de equilibrio y una bomba 32. En
un intercambiador de calor 33, por ejemplo un intercambiador de
calor de placas, el producto es precalentado hasta la temperatura
deseada, normalmente del orden de 75-82ºC, pero
pueden alcanzarse temperaturas de hasta 120ºC. El producto así
calentado es llevado por un conducto al infusor 1 y es tratado con
calor en él siguiendo el método anteriormente descrito.
El producto ya tratado es llevado del infusor 1 a
un recipiente 34 de expansión, donde se elimina de nuevo el exceso
de agua que ha almacenado el producto a consecuencia del
calentamiento por infusión. A través de una bomba 35 y,
posiblemente, un homogeneizador 36, el producto es llevado además a
un enfriador 37, por ejemplo un intercambiador de calor de placas,
donde es enfriado hasta la temperatura deseada. El producto sale
entonces de la instalación por un conducto 38 para tratamiento
ulterior o para envasarlo llenando paquetes destinados al
consumo.
Como resultará evidente a partir de la
descripción que antecede, el presente invento proporciona un
aparato en un infusor 1 que ayuda a permitir la admisión de vapor
de agua 21 a un nivel bajo en el autoclave 2 sin que el flujo de
vapor de agua 21 interrumpa la caída de las gotitas 20 de producto
a través del autoclave 2. Como la entrada 8 para el vapor de agua
está situada en la región inferior del autoclave 2, se creará
también un área "fría" en la región superior del autoclave 2,
que hace posible evacuar los gases 22 no condensables formados en
el proceso, de forma simple y sin cantidades acompañantes
innecesarias de vapor de agua 21.
Claims (4)
1. Un aparato, en un infusor (1) para un
producto alimenticio líquido, siendo el aparato del tipo que
incluye un autoclave (2) con una entrada (3) para el producto
situada en su región superior y una salida (7) para el producto
situada en su región inferior, estando dispuesta dicha entrada (3)
para dividir el producto que entra en el autoclave (2) en pequeñas
gotitas (20), incluyendo el infusor (1), además, una entrada (8)
para vapor de agua (21) situada en la región inferior del autoclave
(2), caracterizado porque la entrada (8) de vapor de agua
consiste en una abertura concéntrica (14) en la superficie de
envuelta (10) del autoclave (2).
2. El aparato como se ha reivindicado en la
reivindicación 1, caracterizado porque la entrada (8) de
vapor de agua consiste en una cámara distribuidora (12)
concéntrica, aislada que, por medio de un estrangulamiento (13)
está conectada a la abertura concéntrica (14).
3. El aparato como se ha reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque la entrada (8) de vapor de agua consiste
en una cámara distribuidora (12) concéntrica, aislada que, por
medio de varios orificios situados concéntricamente, está conectada
a la abertura concéntrica (14).
4. El aparato como se ha reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado
porque la cámara distribuidora (12) está aislada porque un espacio
(15) situado entre la cámara distribuidora (12) y la superficie (10)
de la envuelta, se encuentra en comunicación con el aire ambiente a
través de un espacio (16).
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