ES2587032T3 - Dispositivo y procedimiento para pelletizar o granular una materia líquida o pastosa - Google Patents

Abstract

Dispositivo para pelletizar o granular una materia líquida o pastosa con un refrigerante líquido (7), con una instalación de transporte (6, 33) mediante la cual el refrigerante líquido (7) se transporta a un conjunto de acanaladuras (10, 24) abiertas por arriba, al menos por secciones, un dispositivo de introducción (19, 30) mediante la cual la materia a pelletizar se introduce en el conjunto de acanaladuras (10, 24) y un dispositivo de separación (15, 29) para la separación de la materia pelletizada o granulada del refrigerante (7), así como con un dispositivo colector (16, 31) para la recogida de los gránulos o pellets fabricados, comprendiendo el conjunto de acanaladuras (10, 24) una sección de fijación (13, 28) acanalada cerrada por abajo así como una sección de separación (15, 29) acanalada que sigue directamente a la sección de fijación (13, 28) en dirección de flujo, que por su parte inferior está dotada de una zona de paso (38, 39, 40, 41) permeable al refrigerante líquido, pero impermeable a la materia pelletizada o granulada, caracterizado por que el conjunto de acanaladuras (10, 24) comprende una primera acanaladura (11, 25) permeable, al menos por secciones, al refrigerante (7) así como, visto geodésicamente, una segunda acanaladura (12, 26) dispuesta por debajo de la primera acanaladura (11, 25) e impermeable al refrigerante líquido (7), ajustándose esta segunda acanaladura (12, 26), al menos por secciones, a la primera acanaladura formando la sección de fijación (13, 28) y componiéndose la sección de fijación (13, 28) y/o la sección de separación (15, 29) respectivamente de varios segmentos (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f; 12a, 12b, 12c, 12d, 12e), cuyo ángulo de inclinación respecto a la horizontal se puede regular, y por que la segunda acanaladura (12, 26) está formada por segmentos móviles (12a, 12b, 12c, 12d, 12e) que se pueden pasar respectivamente de un primer estado, en el que el segmento (12a, 12b, 12c, 12d, 12e) se ajusta de forma estanca a la primera acanaladura (11, 25), a un segundo estado en el que el segmento (12a, 12b, 12c, 12d, 12e) se dispone a distancia de la primera acanaladura (11, 25).

Description

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DESCRIPCION

Dispositivo y procedimiento para pelletizar o granular una materia Ifquida o pastosa

La invencion se refiere a un dispositivo para pelletizar o granular una materia Ifquida o pastosa con un refrigerante Ifquido, con una instalacion de transporte mediante la cual el refrigerante lfquido se transporta a un conjunto de acanaladuras abiertas por arriba, al menos por secciones, un dispositivo de introduccion mediante la cual la materia a pelletizar se introduce en el conjunto de acanaladuras y un dispositivo de separacion para la separacion de la materia pelletizada o granulada del refrigerante. La invencion se refiere ademas a un procedimiento correspondiente.

Un procedimiento y un dispositivo de este tipo se conocen por el documento US 4,655,047. Se producen pellets congelados de un alimento lfquido, por ejemplo huevo lfquido, introduciendo el alimento por goteo, a traves de una boquilla o una pluralidad de boquillas, en la corriente de un medio criogeno que pasa por una cubeta inclinada. En la corriente del medio criogeno las gotas del alimento lfquido se congelan y los pellets (cuerpos de materia) asf producidos se separan posteriormente por medio de una criba vibratoria del medio criogeno. El medio criogeno se reconduce, quedando de nuevo a disposicion del proceso de refrigeracion, mientras que los pellets se transportan a traves de la criba a un recipiente colector. El problema consiste en este caso en el hecho de que el tramo de fluidificante tiene que tener unas dimensiones relativamente grandes para conseguir un tiempo de permanencia suficiente del alimento lfquido en el medio criogeno. Por otra parte, el empleo de la criba vibratoria a temperaturas bajas del medio criogeno de hasta -196 °C tambien presenta problemas.

Para contrarrestar el problema del largo tramo de refrigeracion, se propone en el documento EP 0 919 279 B1 que detras de un tramo de refrigeracion en forma de acanaladura, en la que la materia a pelletizar se congela inicialmente con ayuda de un medio criogeno, se disponga otro tramo de transporte en forma de una cinta transportadora alojada en un tunel en el que, por una parte, los pellets producidos se separan del refrigerante y, por otra parte, se lleva a cabo una refrigeracion adicional de los pellets por medio de un refrigerante gaseoso. Los pellets se congelan despues por completo en el tramo de transporte, por lo que el conjunto de acanaladuras para el medio criogeno lfquido puede ser relativamente corto. El inconveniente es que el empleo de una cinta transportadora como dispositivo de separacion conlleva mucho trabajo de mantenimiento, dado que resulta complicado limpiar y esterilizar una cinta transportadora.

Para evitar la problematica del empleo de piezas moviles a la temperatura del nitrogeno lfquido, se propone en el documento DE 100 12 551 A1 aportar los pellets completamente congelados, despues de su fabricacion en una cubeta llena de nitrogeno lfquido, a una acanaladura inclinada en un angulo determinado en el que los pellets solo se cubren en parte con el nitrogeno lfquido. Los pellets flotan en la corriente de nitrogeno lfquido hasta el final de la acanaladura y se aceleran debido a la inclinacion de la acanaladura. Al final de la acanaladura salvan un cierto recorrido libre, siendo recogidos a continuacion por una segunda acanaladura distanciada horizontalmente de la primera acanaladura. A causa de las fuerzas de adhesion el nitrogeno lfquido no es capaz de seguir a los pellets, por lo que se recoge entre las dos acanaladuras en un deposito, con los que se pretende una separacion entre los pellets y el nitrogeno.

Los objetos antes descritos presentan el inconveniente de que la acanaladura de refrigeracion instalada por regla general de forma fija da lugar a un tiempo de permanencia completamente definido del producto en el refrigerante lfquido. Sin embargo, sn algunos sectores, por ejemplo en biotecnologfa o en farmacia, se formulan cada vez mas exigencias flexibles a la potencia frigonfica a proporcionar. Se pretende que en un conjunto de aparatos se refrigeren diferentes materias con distintas propiedades ffsicas o qrnmicas y, por lo tanto, con un comportamiento de congelacion diferente. En los dispositivos segun el estado de la tecnica esto conduce forzosamente a que no todos los productos a refrigerar se puedan refrigerar con la misma calidad.

Por el documento EP 1 160 006 A1 se conoce un dispositivo asf como un procedimiento para pelletizar una masa lfquida o pastosa en el que los pellets a congelar pasan en primer lugar, en la corriente de refrigerante, por una seccion de acanaladura impermeable tanto al refrigerante como a los pellets. A esta seccion de acanaladura sigue reotecnicamente otra seccion de acanaladura impermeable a los pellets, pero permeable al nitrogeno lfquido empleado como refrigerante, en la que los pellets se separan del refrigerante. Este conjunto se estructura de manera que las secciones de acanaladura se puedan unir entre sf con distintas longitudes e inclinaciones, a fin de poder cumplir diferentes funciones de refrigeracion. No obstante, este objeto tambien requiere medidas de perfeccionamiento en lo que se refiere a la posibilidad de poder adaptarlo a las distintas exigencias.

La invencion tiene por objetivo proporcionar un dispositivo para la fabricacion de pellets con ayuda de un medio criogeno que se pueda manejar y mantener con facilidad.

Este objetivo se consigue en un dispositivo del tipo y uso previsto inicialmente mencionado por que el conjunto de acanaladuras comprende una seccion de fijacion en forma de acanaladura cerrada por abajo, asf como una seccion de separacion acanalada que sigue directamente a la seccion de fijacion y que por su parte inferior dispone de una zona de paso permeable al refrigerante lfquido, pero impermeable a la materia pelletizada o granulada.

En el dispositivo segun la invencion el producto a pelletizar se introduce, por ejemplo por goteo, en una corriente laminar del refrigerante lfquido en un punto aguas debajo de la instalacion de transporte que aporta el refrigerante al

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conjunto de acanaladuras. En el caso de la instalacion de transporte se trata, por ejemplo, de una bomba, un sistema de vasos o un tornillo de Arqmmedes. Conviene procurar que en el punto de introduccion la corriente sea laminar. La introduccion de la materia, por regla general lfquida o pastosa, se lleva a cabo, por ejemplo, del modo que se describe en el documento US 4 655 047 B1 al que por la presente se hace referencia. El conjunto de acanaladuras comprende una seccion en forma de acanaladura cerrada por abajo (en el sentido geodesico) definida en el contexto de la invencion como “seccion de fijacion” en la que las gotas del producto son rodeadas parcial o totalmente por una corriente de refrigerante lfquido. La longitud de la seccion de fijacion se elegira en funcion del producto de manera que se congele al menos la envoltura exterior de la gota de producto, con lo que se fija la forma generalmente esferica de la materia introducida como pellets (granulos de materia). Inmediatamente despues de la seccion de fijacion sigue una seccion definida en el contexto de la invencion como “seccion de separacion” del conjunto de acanaladuras en el que los pellets producidos se separan del refrigerante lfquido. A estos efectos, la seccion de separacion, al contrario que la seccion de fijacion, no se configura en forma de acanaladura cerrada por abajo, sino que presenta una zona de paso con orificios apropiados permeables al refrigerante pero no a los pellets producidos. La seccion de separacion sigue inmediatamente a la seccion de fijacion sin que los pellets tengan que salvar en su transporte de una seccion a otra un tramo de recorrido libre o de cafda. Entre las dos secciones se puede prever tanto una union ngida como una union articulada; es conveniente que la seccion de separacion descienda con un angulo mayor respecto a la horizontal (visto en direccion de transporte de los pellets) que la seccion de fijacion para lograr un transporte fiable de los pellets en la seccion de separacion. Dado que la seccion de separacion esta rodeada por una atmosfera fna de refrigerante evaporado, se produce en la seccion de separacion al mismo tiempo una refrigeracion adicional del producto que de manera ideal provoca un enfriamiento completo de los pellets. El dispositivo segun la invencion no necesita de piezas moviles que requieren mantenimiento y son complicadas y se puede adaptar de manera sencilla y flexible a las distintas exigencias mediante un simple cambio de las acanaladuras.

La seccion de fijacion y/o la seccion de separacion se dispone/disponen respectivamente inclinados en un angulo regulable respecto a la horizontal. Mediante el ajuste del respectivo angulo se puede cambiar la velocidad de flujo del refrigerante o de los pellets para adaptarla a la materia en cuestion. Si la materia se congela, por ejemplo, rapidamente al entrar en contacto con el refrigerante lfquido, se puede elegir una inclinacion mayor, con lo que aumenta la velocidad del refrigerante o de la materia transportado por la seccion de fijacion o por la seccion de separacion, con lo que se consigue un mayor rendimiento. Si los pellets producidos tienden a adherirse al conjunto de acanaladuras es recomendable que al menos la seccion de separacion presente una fuerte inclinacion para incrementar el efecto de la fuerza de gravedad sobre los pellets. Se pueden elegir inclinaciones mas suaves cuando la materia a pelletizar presenta una conductibilidad termica reducida, con lo que es necesaria una duracion mayor para garantizar la congelacion de un borde lo suficientemente ancho de los pellets para un transporte posterior seguro.

Para lograr una flexibilidad aun mayor del dispositivo segun la invencion, la seccion de fijacion y/o la seccion de separacion se compone/componen respectivamente de varios segmentos cuyo angulo de inclinacion frente a la horizontal es regulable. Los segmentos de la seccion unidos preferiblemente entre sf, por ejemplo, fijados de manera articulada lo unos a los otros, forman, por lo tanto, una acanaladura en cuyo desarrollo se pueden producir angulos de inclinacion distintos.

El conjunto de acanaladuras comprende una primera acanaladura permeable al refrigerante al menos por secciones, asf como una segunda acanaladura dispuesta geodesicamente por debajo de la primera acanaladura impermeable al refrigerante lfquido que se ajusta a la primera acanaladura, formando al menos por secciones la seccion de fijacion, de modo que al utilizar el dispositivo segun lo previsto las partfculas de lfquido de la materia a pelletizar, introducidas por goteo, esten rodeadas dentro de esta seccion de la primera acanaladura por una corriente de refrigerante lfquido o incluso cubiertas por el mismo. La segunda acanaladura se compone de segmentos moviles que se pueden pasar de un primer estado, en el que el segmento se ajusta impermeable al lfquido a la primera acanaladura, a un segundo estado en el que el segmento se encuentra distanciado de la primera acanaladura. De este modo la longitud de la seccion de fijacion se puede variar ajustando uno o varios segmentos de la segunda acanaladura a la primera acanaladura. Mediante el distanciamiento de uno o varios segmentos de la segunda acanaladura respecto a la primera acanaladura se puede cambiar a su vez la longitud de la seccion de separacion. Los segmentos de la segunda acanaladura se pueden unir entre sf formando una acanaladura en conjunto impermeable al lfquido, por ejemplo de forma articulada, o se pueden disponer parcialmente solapados a modo de tejas.

De forma complementaria o alternativa, la primera acanaladura y la segunda acanaladura se pueden disponer axialmente desplazables la una respecto a la otra. La primera acanaladura se dispone dentro de la segunda o viceversa y se puede mover axialmente, es decir, a lo largo de la direccion de flujo de una materia/refrigerante transportado en la acanaladura, frente a la respectiva otra acanaladura. Tambien de este modo se puede regular de manera flexible la longitud de la seccion de fijacion.

La seccion de separacion comprende ventajosamente, para garantizar la permeabilidad al refrigerante, al menos una zona de paso en forma de rejilla, ranuras o criba. Otra variante de realizacion preferida del primer conjunto de acanaladuras preve que la seccion de separacion o una seccion o un segmento de la seccion de separacion se configure a modo de chapa perforada. Los orificios de la rejilla o de la criba o los agujeros de la chapa perforada se dimensionaran segun las necesidades, siendo conveniente que se garantice por una parte un flujo suficiente del

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refrigerante Uquido para que el refrigerante salga por completo al final de la seccion de separacion (visto en direccion de movimiento de los pellets), siendo por otra parte conveniente que los diametros de los orificios de la zona de paso sean menores que los diametros medios de los pellets producidos para garantizar el transporte de los pellets.

Otra variante de realizacion ventajosa de la invencion preve que el conjunto de acanaladuras se configure en forma de espiral que gira alrededor de un eje fundamentalmente vertical. Las acanaladuras o los segmentos de las acanaladuras se desarrollan por lo tanto en una espiral que, vista en direccion de introduccion, se extiende hacia abajo. En esta configuracion tambien se pueden realizar tramos de distinta inclinacion mediante la correspondiente colocacion de los segmentos de la acanaladura. Con esta configuracion se puede ahorrar espacio.

El refrigerante lfquido es preferiblemente un lfquido criogeno como, por ejemplo, un gas licuado por fno, especialmente nitrogeno licuado por fno (LN2). Como refrigerante gaseoso para la refrigeracion de los pellets en la zona de la seccion de separacion del conjunto de acanaladuras se emplea, por ejemplo, nitrogeno gaseoso fno a una temperatura preferiblemente por debajo de los 150°C bajo cero. Se trata, por ejemplo, de un refrigerante lfquido evaporado. La materia a pelletizar suele ser lfquida o pastosa. Como ejemplos se pueden indicar preparados lfquidos o pastosos para la fabricacion de helado o de otros alimentos, productos farmaceuticos y qmmicos, asf como sustancias auxiliares y aditivos.

Con preferencia, el dispositivo de pelletizacion y el conjunto de acanaladuras estan dotados de un aislamiento termico y forman convenientemente una unidad, por ejemplo, por medio de una carcasa termoaislada uniforme o unida. Con preferencia, el dispositivo no solo se afsla termicamente en la zona de empleo del refrigerante lfquido (deposito de reserva de refrigerante, seccion de fijacion), sino tambien en la zona de la seccion de separacion del conjunto de acanaladuras. A traves de un encapsulamiento termoaislante a modo de tunel preferido del conjunto de acanaladuras en la zona de la seccion de separacion se forma un canal de gas por el que se conduce el refrigerante gaseoso. Mediante una variacion de la seccion transversal del canal de gas se influye en la velocidad de la corriente de gas del refrigerante gaseoso en el canal de gas, siendo ventajosa una elevada velocidad de la corriente de gas para la posterior refrigeracion y congelacion de los pellets.

Convenientemente al menos la seccion de separacion esta provista de un dispositivo para el desprendimiento de los pellets que se adhieren congelados al conjunto de acanaladuras. Se trata, por ejemplo, de un soplador que mediante una corriente de gas formada por gas inerte, por ejemplo, nitrogeno gaseoso o un gas noble, desprende los pellets adheridos eventualmente al conjunto de acanaladuras, o de un mecanismo de martillos o de un dispositivo de vibracion que evita la posterior adherencia de los pellets a la acanaladura durante el funcionamiento del dispositivo de la invencion y desprende los pellets ya adheridos.

Como instalacion de transporte ventajoso se emplea una bomba, un sistema de vasos, un tornillo de Arqmmedes o una combinacion de estos dispositivos de transporte.

La tarea de la invencion tambien se resuelve con un procedimiento para pelletizar o granular una materia lfquida o pastosa en el que un refrigerante lfquido se transporta con una instalacion de transporte a un conjunto de acanaladuras abiertas por arriba y una materia a pelletizar se introduce en el conjunto de acanaladuras, separandose la materia pelletizada o granulada despues del refrigerante en un dispositivo de separacion, y que se caracteriza por que la materia a pelletizar en el conjunto de acanaladuras atraviesa en la corriente de refrigerante una seccion de fijacion acanalada cerrada por abajo congelandose por el contacto termico con el refrigerante en forma de pellets o granulos, y por que los pellets o granulos se aportan a continuacion a una seccion de separacion acanalada que se desarrolla en direccion de flujo hacia abajo y que, por su parte inferior, esta provista de una zona de paso por la que sale el refrigerante, mientras que los pellets o granulos atraviesan la seccion de separacion acanalada por el efecto de la fuerza de gravedad y se recogen en un recipiente colector.

La longitud y la inclinacion de la seccion de fijacion y/o de la seccion de separacion se regulan frente a la horizontal en dependencia de los parametros de la materia a pelletizar. Las materias que presentan una mala conductibilidad termica necesitaran una seccion de fijacion larga y/o una inclinacion reducida de la seccion de fijacion. Las materias que tienden a adherirse al conjunto de acanaladuras requeriran, frente a las materias que no lo hacen, una seccion de separacion de mayor inclinacion para que se pueda garantizar un transporte sin problemas de los pellets bajo los efectos de la fuerza de gravedad.

A continuacion se explican algunos ejemplos de realizacion de la invencion a la vista de los dibujos. Se muestra en vistas esquematicas:

Figura 1: un dispositivo segun la invencion de una primera variante de realizacion,

Figura 2: un dispositivo segun la invencion en una segunda variante de realizacion con un conjunto de acanaladuras en forma de espiral y

Figura 3: la seccion de una acanaladura prevista en la zona de la seccion de separacion en una vista en perspectiva desde abajo.

El dispositivo 1 para pelletizar materias generalmente lfquidos o pastosas mostrado en la figura 1 comprende un recipiente de reserva 4 alojado en una carcasa 3 termoaislada para un refrigerante licuado de bajo punto de ebullicion, preferiblemente nitrogeno lfquido, cuyo nivel de llenado 5 se controla de manera aqrn no representada por medio de una medicion de nivel y que se rellena automaticamente desde un deposito de reserva que tampoco se

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muestra aqrn. Con ayuda de una instalacion de transporte 6, el refrigerante licuado de bajo punto de ebullicion 7 se aporta desde el recipiente de reserva 1 a un conjunto de acanaladuras 10 a traves de un tramo de transporte 8. El conjunto de acanaladuras 10 comprende dos acanaladuras 11, 12 abiertas (en el sentido geodesico) por arriba, dispuestas (tambien en el sentido geodesico) una encima de la otra y divididas en segmentos unidos respectivamente de forma separable 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f; 12a, 12b, 12c, 12d, 12e. Los segmentos 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f o 12a, 12b, 12c, 12d, 12e de cada una de las acanaladuras pueden presentar angulos de inclinacion diferentes respecto a la horizontal. Las distintas secciones 12a, 12b, 12c, 12d, 12e de la acanaladura 12 se pueden pasar manualmente o por medio de motores apropiados desde un estado en el que se ajustan de forma estanca a la acanaladura 11 o a un segmento 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f de la acanaladura 11, a un segundo estado en el que se encuentran verticalmente distanciados de la acanaladura 11. Mientras que la acanaladura superior 11 es, por su parte inferior, permeable al refrigerante, pero no a los pellets producidos, los segmentos 12a, 12b, 12c, 12d, 12e de la acanaladura inferior 12 estan cerrados por abajo, formando conjuntamente una acanaladura 12 fundamentalmente impermeable a los lfquidos.

En el ejemplo de realizacion los segmentos 11a, 11b y 11c de la acanaladura superior 11 forman una seccion de acanaladura con una ligera inclinacion hacia abajo (visto desde la entrada del refrigerante 7), que en lo que sigue se definira como seccion de fijacion 13. En la zona de esta seccion de fijacion 13 los segmentos 12a, 12b, 12c de la acanaladura inferior 12 se ajustan de forma estanca a los correspondientes segmentos 11a, 11b, 11c de la acanaladura superior e impiden de este modo que el refrigerante licuado 7 pueda salir a traves de los orificios de los segmentos de acanaladura 11a, 11b, 11c. Los segmentos 11d, 11e y 11f de la acanaladura superior 11 tambien forman una seccion de acanaladura comun definida, de aqrn en adelante, como seccion de separacion 15. La seccion de separacion 15 sigue directamente a la seccion de fijacion 13 y presenta una inclinacion mayor frente a la horizontal que esta. En la zona de la seccion de separacion 15 los segmentos 12d y 12e de la acanaladura inferior 12 estan verticalmente distanciados de los segmentos correspondientes 11d, 11e, 11f de la acanaladura superior 11, por lo que en esta zona el refrigerante licuado 7 puede pasar por los orificios de los segmentos de acanaladura 11d, 11e, 11f, a traves de los segmentos 12d, 12e de la acanaladura inferior 12, al recipiente de reserva 4. Por el extremo posterior de la ultima seccion de acanaladura 11f de la acanaladura superior (visto desde la entrada del refrigerante 7), se dispone un recipiente colector 16 para los pellets 17 producidos. El recipiente colector 17 tambien se puede disponer dentro de la carcasa 3. En lugar del recipiente colector 17 se puede prever en este punto igualmente un dispositivo de empaquetado. La introduccion de la materia a pelletizar se lleva a cabo por medio de un dispositivo de introduccion 19 dispuesto por encima de los primeros segmentos 11a, 11b de la acanaladura superior 11. El dispositivo de introduccion 16 comprende una boquilla o una pluralidad de boquillas que permite introducir la materia a pelletizar en forma de gotas 18. Un extractor 20 se encarga de la aspiracion del refrigerante evaporado durante el proceso de pelletizado asf como del aire ambiente que pueda penetrar eventualmente.

Durante el funcionamiento del dispositivo 1 el refrigerante lfquido 7 se transporta por medio de la instalacion de transporte 6 desde el recipiente de reserva 4 a la seccion de fijacion 13 del conjunto de acanaladuras 10, formando allf una corriente laminar de refrigerante lfquido 7. La materia a pelletizar se introduce por goteo desde el dispositivo de introduccion 19 en la seccion de fijacion 13 y, por consiguiente, en la corriente de refrigerante, siendo transportada por esta hasta el otro extremo de la seccion de fijacion 13. La longitud de la seccion de fijacion 13 se debe dimensionar de manera que el refrigerante lfquido 7 extraiga de la materia a pelletizar la cantidad de energfa precisa para que la envoltura exterior de las gotas 18 empiece a congelarse y el nucleo se mantenga todavfa lfquido. De este modo se forman pellets 17 con una envoltura solida. En este proceso se evapora parte del refrigerante lfquido. A continuacion los pellets 17 llegan a la seccion de separacion 15, es decir, a los segmentos 11d, 11e, 11f de la acanaladura superior 11. Dado que la corriente de refrigerante ya no arrastra los pellets 17 en la seccion de separacion 15. Esta seccion de separacion 15 presenta una inclinacion mayor que la de la seccion de fijacion 13. De esta manera se garantiza el transporte ulterior de los pellets bajo los efectos de su propio peso, con lo que se evita el riesgo de que los distintos pellets 17 se queden atascados en la zona de la seccion de separacion 15 y se congelen adhiriendose a la misma. Sin embargo, adicionalmente se puede prever ademas un dispositivo que impida la congelacion y adhesion, por ejemplo un mecanismo vibrador 21 que haga vibrar al menos los segmentos 11d, 11e, 11f de la seccion de separacion 15, o un soplador que separe los pellets de la acanaladura por medio de una corriente de gas inerte fno, sirviendo la corriente de gas inerte fno a la vez para la refrigeracion de los pellets 17.

Todo el refrigerante evaporado que se produce en la instalacion se aspira por encima del conjunto de acanaladuras por medio del extractor 20 de los pellets. De esta manera los pellets 17 estan rodeados en la seccion de separacion 15 por una atmosfera fna que se encarga del enfriamiento ulterior de los pellets 17. El refrigerante gaseoso extrae energfa de los pellets al pasar por este tramo y se calienta. Con preferencia el extractor se dispone de modo que la corriente de gas fno del refrigerante evaporado presente una direccion que presente al menos por secciones un componente direccional paralelo o antiparalelo a la direccion de transporte de los pellets 17 a lo largo del conjunto de acanaladuras 10. Una conduccion paralela de la corriente de gasa fno y de los pellets 17 tambien se puede conseguir a la fuerza disponiendo un tunel alrededor de la seccion de separacion 15, no representado en el dibujo, a traves del cual se extrae la corriente de gas.

La longitud y la inclinacion de la seccion de separacion 15 y, en su caso, las condiciones de flujo de la corriente de refrigerante evaporado se eligen de manera que los pellets 17 esten completamente congelados al final de la seccion de separacion. El efecto refrigerante en virtud de la corriente de gas fno se puede intensificar disponiendo la seccion de separacion en una zona de la carcasa 3 configurada en forma de tunel. La potencia del extractor se

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calcula de forma que en el interior de la carcasa 3 se mantenga una ligera sobrepresion frente al entorno de, por ejemplo, 0,1 mbar a 1 mbar para impedir la penetracion de aire ambiente humedo. Los pellets congelados 17 caen en el recipiente colector 16 o se aportan a un dispositivo de empaquetado (aqu no representado) o a una instalacion para su tratamiento posterior.

El dispositivo 23 mostrado en la figura 2 se diferencia del dispositivo 1 de la figura 1 unicamente en la geometna del conjunto de acanaladuras. El conjunto de acanaladuras 24 del dispositivo 23 comprende una acanaladura superior 25 y una acanaladura inferior 26 que tambien se pueden dividir en segmentos . Mientras que la acanaladura superior 25 es permeable al refrigerante lfquido, al menos por secciones, la acanaladura inferior 26 esta cerrada por abajo y no deja pasar el refrigerante lfquido. El conjunto de acanaladuras formado por las acanaladuras 25, 26 se dispone en forma de espiral alrededor de un eje fundamentalmente vertical 27. Mientras que las secciones superiores de las dos acanaladuras 25, 26 se ajustan de forma estanca la una a la otra, de modo que se obtenga una acanaladura cerrada por abajo, y forman una seccion de fijacion 28 del conjunto de acanaladuras 25, 26, las secciones inferiores se disponen verticalmente distanciadas y forman una seccion de separacion 29. Durante el funcionamiento del dispositivo 23 la materia se introduce por goteo, con ayuda de un dispositivo de introduccion 30, en la seccion de fijacion 28 en la que, mediante la instalacion de transporte 33, se mantiene una corriente de refrigerante laminar. En la seccion de fijacion 28 el refrigerante rodea a las gotas de materia, formandose pellets con una envoltura solida congelada. Los pellets ligeramente congelados se conducen despues en la seccion de separacion 29, a traves de la acanaladura superior 25, al recipiente colector 31, mientras que el refrigerante lfquido es reconducido a traves de los orificios de la acanaladura 25, por las secciones inferiores de la acanaladura 26, a un recipiente de reserva 32, del que la instalacion de transporte 33 extrae el refrigerante para abastecer la seccion de fijacion 28. El conjunto mostrado en la figura 2 resulta especialmente compacto y ocupa poco espacio.

En la figura 3 se muestran diferentes tipos de zonas de paso para la separacion de los pellets y del refrigerante lfquido con distintos orificios que, para mayor claridad, se disponen en una unica acanaladura 35. En la practica, una seccion de separacion solo debena presentar un unico tipo de zona de paso, aunque tampoco se excluye una combinacion de diferentes tipos de zonas de paso. En la parte de la acanaladura 35, representada en el dibujo por arriba, se muestra un campo de orificios redondos, elfpticos u ovalados 38 cuyo diametro debena ser considerablemente mas pequeno que el diametro medio de los pellets 37 transportados en la acanaladura 35. Un campo de este tipo se puede realizar facilmente previendo chapas debidamente perforadas para la parte inferior 36 de la acanaladura 35. En la parte central de la acanaladura 35 se muestran orificios 39 en forma de ranura o hendidura longitudinal dispuestos paralelos a la direccion de flujo de los pellets, por lo que oponen una resistencia especialmente reducida a los pellets durante el transporte. En la parte de la acanaladura 35, representada en el dibujo por abajo, se muestra una zona de paso a modo de criba 40. Las zonas de paso se pueden disponer por la cara inferior 36 de una acanaladura 35 o en una pared lateral, como se muestra, por ejemplo, por medio de un orificio 41.

En relacion con una capacidad de aproximadamente 300 kg de pellets se han obtenido, por ejemplo, los siguientes valores. Se congela, por ejemplo, una suspension con un porcentaje de sustancia solida del 5 % para la obtencion de pellets con un diametro de unos 6 mm. Como refrigerante lfquido sirve nitrogeno lfquido. La velocidad de flujo en la acanaladura 11 es en la seccion de fijacion 13 de 0,5 metros por segundo. La acanaladura tiene una anchura de 1 metro y una longitud de 3 metros. El consumo de nitrogeno lfquido asciende a 3,0 kg/kg de producto (pellets). El tiempo de permanencia de los pellets que se deslizan por la seccion de separacion es preferiblemente de 30 segundos. Por regla general, unos tiempos de permanencia mas largos llevan a mismo resultado. La temperatura del nucleo de los pellets al final de la zona de separacion es de -20 °C. La temperatura del gas de nitrogeno (gas de escape) en la zona de separacion es aproximadamente de -185 °C. Justo antes del extractor 20 la temperatura del gas de nitrogeno es de -40 °C.

Lista de referencias

I Dispositivo

23 Carcasa

4 Recipiente de reserva

5 Nivel de llenado

6 Instalacion de transporte

7 Refrigerante licuado

8 Tramo de transporte 910 Conjunto de acanaladuras

II Acanaladura superior - 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f: segmentos de la acanaladura superior 12 Acanaladura inferior - 12a, 12b, 12c, 12d, 12e: segmentos de la acanaladura inferior

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40

41

Seccion de fijacion

Seccion de separacion Recipiente colector Pellets Gotas

Dispositivo de introduccion Extractor

Mecanismo vibrador Dispositivo

Conjunto de acanaladuras Acanaladura superior Acanaladura inferior Eje

Seccion de fijacion Seccion de separacion Dispositivo de introduccion Recipiente colector Recipiente de reserva Instalacion de transporte

Acanaladura Cara inferior Pellet Orificio

Orificio ranurado

Zona de paso a modo de criba

Orificio lateral

Claims (9)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   REIVINDICACIONES

   1. Dispositivo para pelletizar o granular una materia Ifquida o pastosa con un refrigerante Ifquido (7), con una instalacion de transporte (6, 33) mediante la cual el refrigerante lfquido (7) se transporta a un conjunto de acanaladuras (10, 24) abiertas por arriba, al menos por secciones, un dispositivo de introduccion (19, 30) mediante la cual la materia a pelletizar se introduce en el conjunto de acanaladuras (10, 24) y un dispositivo de separacion (15, 29) para la separacion de la materia pelletizada o granulada del refrigerante (7), asf como con un dispositivo colector (16, 31) para la recogida de los granulos o pellets fabricados, comprendiendo el conjunto de acanaladuras (10, 24) una seccion de fijacion (13, 28) acanalada cerrada por abajo asf como una seccion de separacion (15, 29) acanalada que sigue directamente a la seccion de fijacion (13, 28) en direccion de flujo, que por su parte inferior esta dotada de una zona de paso (38, 39, 40, 41) permeable al refrigerante lfquido, pero impermeable a la materia pelletizada o granulada, caracterizado por que el conjunto de acanaladuras (10, 24) comprende una primera acanaladura (11, 25) permeable, al menos por secciones, al refrigerante (7) asf como, visto geodesicamente, una segunda acanaladura (12, 26) dispuesta por debajo de la primera acanaladura (11,25) e impermeable al refrigerante lfquido (7), ajustandose esta segunda acanaladura (12, 26), al menos por secciones, a la primera acanaladura formando la seccion de fijacion (13, 28) y componiendose la seccion de fijacion (13, 28) y/o la seccion de separacion (15, 29) respectivamente de varios segmentos (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f; 12a, 12b, 12c, 12d, 12e), cuyo angulo de inclinacion respecto a la horizontal se puede regular, y por que la segunda acanaladura (12, 26) esta formada por segmentos moviles (12a, 12b, 12c, 12d, 12e) que se pueden pasar respectivamente de un primer estado, en el que el segmento (12a, 12b, 12c, 12d, 12e) se ajusta de forma estanca a la primera acanaladura (11,25), a un segundo estado en el que el segmento (12a, 12b, 12c, 12d, 12e) se dispone a distancia de la primera acanaladura (11, 25).
2. 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la primera acanaladura (11, 25) y la segunda acanaladura (12, 26) se disponen axialmente desplazables la una respecto a la otra.
3. 3. Dispositivo segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que la seccion de separacion (15, 29) presenta al menos una zona de paso en forma de rejilla, ranuras o de criba (39, 40, 41) para garantizar la permeabilidad al refrigerante.
4. 4. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la seccion de separacion (15, 29) presenta una zona de paso (38) configurada a modo de chapa perforada para garantizar la permeabilidad al refrigerante.
5. 5. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el conjunto de acanaladuras (24) se configura en forma de espiral dispuesta alrededor de un eje (27) fundamentalmente vertical.
6. 6. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el conjunto de acanaladuras (10, 24) se encapsula en una carcasa termicamente aislada (3).
7. 7. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos la seccion de separacion (15, 26) del conjunto de acanaladuras (10, 24) se dota de un dispositivo (21) para desprender los pellets congelados adheridos al conjunto de acanaladuras (10, 24).
8. 8. Dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que como instalacion de transporte (6, 33) se preve una bomba, un mecanismo de vasos, un tornillo de Arqmmedes o una combinacion de estos.
9. 9. Procedimiento para pelletizar o granular una materia lfquida o pastosa en un dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un refrigerante lfquido (7) se transporta mediante una instalacion de transporte (6, 33) a un conjunto de acanaladuras abiertas por arriba (10, 24), introduciendose despues una materia a pelletizar en el conjunto de acanaladuras (10, 24) y separandose posteriormente en una seccion de separacion (15, 29) la materia pelletizada o granulada del refrigerante (7), pasando la materia a pelletizar en el conjunto de acanaladuras (10, 24) en la corriente de refrigerante (7) por una seccion de fijacion (13, 28) cerrada por abajo, congelandose la misma por el contacto termico con el refrigerante (7) en forma de pellets o granulos y aportandose los pellets o granulos a continuacion a una seccion de separacion acanalada (15, 29) que se desarrolla en direccion de flujo hacia abajo y que, por su parte inferior, esta provista de una zona de paso (38, 39, 40, 41), saliendo el refrigerante, por esta zona de paso (38, 39, 40, 41) mientras que los pellets o granulos atraviesan la seccion de separacion acanalada (15, 29) por el efecto de la fuerza de gravedad y se recogen en un recipiente colector (16), caracterizado por que la longitud y la inclinacion de la seccion de fijacion (13, 28) y/o de la seccion de separacion (15, 29) respecto a la horizontal se regulan en dependencia de los parametros de la materia a pelletizar.