ES3048175T3

ES3048175T3 - Apparatus and method for heating frying oil with solid-state rf energy technology

Info

Publication number: ES3048175T3
Application number: ES21182560T
Authority: ES
Inventors: Erp Joost Van
Original assignee: GEA Food Solutions Bakel BV
Current assignee: GEA Food Solutions Bakel BV
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2025-12-09
Anticipated expiration: 2038-05-09
Also published as: JP7209640B2; CN110650632A; EP3621458B1; EP3621458A1; JP2020520054A; ES2888299T3; CA3062982A1; US20230028088A1; PL3621458T3; EP3935956A1; BR112019022057A2; RU2019139221A3; CN110650632B; PL3935956T3; US12471737B2; EP3935956B1; RU2019139221A; US11503953B2; US20200187715A1; WO2018206638A1

Abstract

La presente invención se refiere a un aparato de procesamiento que calienta, desinfecta y/o pasteuriza y esteriliza aceite de freír. Además, se refiere a un método para tratar aceite de freír con ondas de radiofrecuencia. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Aparato y método para calentar aceite para freír con tecnología de energía de RF de estado sólido

[0005] La presente invención se refiere a un aparato de procesamiento, en el que un producto se transporta desde una entrada a una salida y se fríe en aceite para freír.

[0007] En una freidora industrial continua convencional, utilizada para freír, por ejemplo, productos cárnicos, el aceite para freír se calienta hasta aproximadamente 180 °C dependiendo de los productos que se van a freír. Los productos que se van a freír entran en la freidora a través de un transportador y los productos se guiarán a través de la freidora a través de uno o más transportadores, preferiblemente un transportador inferior en combinación con un transportador de sujeción. A través del transportador inferior, los productos saldrán de la freidora. Se aplica un intercambiador de calor dentro de la freidora, preferiblemente en el fondo de la freidora. En una realización conocida, los elementos eléctricos colocados en tubos de acero inoxidable calentarán el aceite para freír que fluye alrededor de los tubos. En otra realización conocida, el aceite térmico fluye a través de tubos de acero inoxidable del intercambiador de calor. En este último caso, la temperatura de entrada del aceite térmico en la freidora es de aproximadamente 250 °C y la temperatura de salida fuera de la freidora es de aproximadamente 200 °C. Sin embargo, en el aparato de acuerdo con el estado de la técnica, es imposible controlar con precisión la temperatura del aceite para freír, por lo que, en la mayoría de los casos, el aceite para freír está demasiado caliente y, por tanto, se degrada relativamente rápido, lo que conduce a un mayor coste de producción y un modo de funcionamiento relativamente ineficiente desde el punto de vista energético.

[0009] Un aparato para freír alimentos donde el aceite se calienta mediante microondas se describe, p. ej., en el documento CN 102986756 A, y el uso de generadores de radiofrecuencia de estado sólido para el calentamiento dieléctrico de productos alimenticios se describe, p. ej., en documento US 6246.040 B1.

[0011] Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un aparato de procesamiento y un método que no comprendan las deficiencias de acuerdo con el estado de la técnica.

[0013] El problema se resuelve con un aparato de procesamiento, en el que un producto se transporta desde una entrada de producto a una salida de producto y se fríe en un aceite para freír, en donde la fritura se lleva a cabo en un baño de aceite, caracterizado por que el aceite para freír es bombeado por una bomba a través de una cámara de microondas y de este modo se calienta, en donde la cámara de microondas comprende al menos una, preferiblemente una multitud, de fuente o fuentes de radiofrecuencia de estado sólido, en donde el aceite para freír fluye fuera del baño hacia la cámara de microondas, donde se calienta y luego fluye de regreso al baño de aceite, caracterizado por que, en donde la bomba se puede controlar basándose en la temperatura del aceite para freír en el baño y/o basándose en la energía proporcionada por la fuente o fuentes de radiofrecuencia de estado sólido.

[0015] La presente invención, que se define en las reivindicaciones, se refiere a una freidora en la que se fríe un producto. Tal producto puede ser carne, queso, un producto vegetal o una combinación de los mismos. La fritura se realiza en un baño de aceite, que tiene preferiblemente una temperatura de alrededor de 180 °C. El producto se transporta a través del baño de aceite desde una entrada de producto hasta una salida de producto, por ejemplo, por medios de transporte o en una jaula móvil. Preferiblemente, el producto se sumerge en el baño de aceite. La entrada de producto y la salida de producto pueden ser una y la misma. Sin embargo, preferiblemente, la entrada de producto y la salida de producto están separadas. El proceso de fritura puede ser discontinuo, continuo o semi-continuo.

[0017] Los productos que se van a freír entran preferiblemente en el aparato de procesamiento de la invención a través de un transportador y más preferiblemente, los productos serán guiados a través del aparato a través de uno o más transportadores, incluso más preferiblemente un transportador inferior en combinación con un transportador de sujeción. A través del transportador inferior, los productos salen preferiblemente de la freidora.

[0019] De acuerdo con la presente invención, el aceite para freír es bombeado por una bomba o similar a través de una cámara de microondas y de este modo se calienta. La cámara de microondas comprende al menos una, preferiblemente una multitud, de fuente o fuentes de radiofrecuencia de estado sólido, cada una con un transistor o transistores de radiofrecuencia (RF) de estado sólido en un amplificador de potencia de RF. Un amplificador de potencia de radiofrecuencia es un amplificador electrónico que convierte una señal de radiofrecuencia de baja potencia en una señal de mayor potencia. Típicamente, los amplificadores de potencia de RF accionan la antena de un transmisor. La antena se puede acoplar a y/o ubicar en una guía de ondas, en la que la antena puede irradiar las microondas hacia la guía de ondas que está diseñada preferiblemente de material reflectante y puede guiar las microondas a una ubicación deseada, por ejemplo, en la cámara de aceite para freír donde en la que se ubican los productos que se van a tratar. En comparación con un magnetrón, una de las ventajas de una tecnología de energía de RF de estado sólido es una unidad de bajo voltaje, la fiabilidad de los semiconductores y un menor consumo de energía debido al sistema de control avanzado.

[0021] La cámara de microondas con la fuente o fuentes de radiofrecuencia de estado sólido se utiliza para calentar un aceite para freír. Un aceite para freír de acuerdo con la presente invención es cualquier aceite utilizado en la industria para freír un producto consumible.

[0022] El aparato de procesamiento de la invención comprende además una bomba que transporta, bombea el aceite para freír más allá de la fuente o fuentes de radiofrecuencia de estado sólido. La bomba puede ser cualquier medio conocido por el experto en la técnica para mover un líquido. La bomba también puede ser un medio que añada una cierta energía potencial al aceite para freír, de modo que pueda ser accionado por la fuerza gravitacional más allá de la fuente o fuentes de radiofrecuencia de estado sólido. La capacidad, es decir, la diferencia de presión y/o el caudal volumétrico de la bomba es preferiblemente controlable. De acuerdo con la presente invención, la bomba se controla basándose en la temperatura del aceite para freír en el baño y/o basándose en la energía proporcionada por la fuente o fuentes de radiofrecuencia de estado sólido. La bomba y, por tanto, el flujo del aceite para freír a través de la freidora también se puede utilizar para influir en la transferencia de calor entre el aceite para freír y el producto que se va a freír. Las condiciones de transferencia de calor turbulentas o laminares o una mezcla de las mismas se pueden lograr en el aparato de procesamiento de la invención.

[0023] Con el propósito de calentamiento, el aceite para freír fluye fuera del baño hacia la cámara de microondas, donde se calienta y luego fluye de regreso al baño de la freidora. Puede haber numerosas ubicaciones en la freidora, donde se extrae el aceite para freír y/o numerosas ubicaciones donde el aceite para freír se devuelve a la freidora. Una o más entradas y/o una o más salidas pueden estar equipadas cada una con una válvula para ajustar el flujo hacia o desde la freidora. Dentro de la freidora, el aceite para freír fluye preferiblemente en la misma dirección que la dirección del flujo de producto. Esto puede ser ventajoso para impedir la distorsión de la posición de los productos alimenticios en el transportador y para lograr que los sedimentos, tales como partículas sueltas, por ejemplo, revestimiento en el caso de productos revestidos, se puedan recoger y descargar a través de un medio de filtración y eliminación de sedimentos preferiblemente incorporado a la freidora. Una bomba preferiblemente integrada forzará el aceite filtrado a regresar al sitio de entrada de la freidora. En caso de que se aplique un filtro externo adicional, el aceite preferiblemente filtrado de forma previa se bombeará al filtro externo posicionado cerca de la freidora y desde allí fluirá de regreso al lado de entrada de la freidora. Un flujo del aceite para freír y los productos que se van a freír en la misma dirección también tienen la ventaja de que la temperatura más alta se encuentra al inicio de la fritura, lo que disminuye la absorción de aceite del producto durante la fritura.

[0025] La freidora comprende preferiblemente un filtro y/o eliminación de sedimentos dentro de la freidora, preferiblemente dentro del baño y/o la bomba y/o en la tubería hacia y/o desde la bomba y/o la cámara de microondas, se puede proporcionar un filtro y/o eliminación de residuos.

[0027] De acuerdo con la invención, el aceite para freír se expondrá a la energía de microondas en una cámara de microondas, que de acuerdo con una realización preferida es un tubo. La cámara de microondas, preferiblemente el tubo, está hecha preferiblemente de un material que es al menos esencialmente transparente para microondas y, por lo tanto, no se calienta o solo se calienta poco por la energía de microondas. Preferiblemente, el área interior de la tubería es de 0,017 - 0,2 m2 y/o el diámetro interior de la tubería está preferiblemente entre 0,15 y 0,5 m. La cámara de microondas y/o el tubo hacia y/o desde la cámara de microondas pueden comprender un dispositivo de mezcla. En el caso de un tubo, el dispositivo de mezcla es preferiblemente un mezclador estático.

[0029] De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el aparato de la invención puede comprender no solo una, sino una multitud de fuentes de radiofrecuencia de estado sólido. Esto se puede lograr utilizando una o más antenas y/o una o más guías de ondas. Cada fuente de radiofrecuencia se puede alimentar preferiblemente de forma individual y cada fuente de radiofrecuencia se puede controlar preferiblemente, más preferiblemente controlada en bucle cerrado, más preferiblemente de forma individual. Preferiblemente, se puede controlar la longitud de onda, la amplitud y/o la dirección de la radiación.

[0031] Las fuentes de radiofrecuencia de estado sólido están previstas preferiblemente en una matriz de n columnas y m filas, en la que n es un número entero > 1 y m es un número entero > 1. Preferiblemente, las radiofrecuencias de estado sólido están dispuestas equidistantemente en una fila y/o las columnas también están dispuestas equidistantemente. En caso de una multitud de fuentes, pueden estar dispuestas de forma aleatoria.

[0033] Preferiblemente, las fuentes de radiofrecuencia de estado sólido están previstas equidistantemente alrededor de la circunferencia de la cámara de microondas.

[0035] Preferiblemente, el aparato de procesamiento de la invención comprende medios para transportar los productos que se van a freír a través de un baño de aceite para freír caliente, en el que preferiblemente se sumergen los productos. Los medios son preferiblemente un transportador, preferiblemente una cadena transportadora. Preferiblemente, se proporcionan dos transportadores en paralelo, en los que el producto se coloca entre los transportadores para mantenerlos sumergidos en el baño de aceite para freír.

[0037] Alternativa o adicionalmente, la freidora está diseñada para un procesamiento por lotes, en donde los productos que se van a freír se sumergen en un baño de aceite para freír caliente, por ejemplo, con una jaula.

[0039] El aparato de procesamiento comprende un sistema de control para controlar las fuentes de radiofrecuencia de estado sólido y/o la bomba. El sistema de control comprende preferiblemente uno o más sensores, cuya señal o señales se utilizan para controlar una o más fuentes de radiofrecuencia de estado sólido, preferiblemente de forma individual y/o relacionadas entre sí y/o el sistema de control controla la bomba. En una aplicación que bombea el aceite para freír a través de un tubo, se puede lograr un calentamiento gradual del aceite para freír y/o un control de temperatura muy preciso controlando los campos electromagnéticos controlando el nivel de potencia, la frecuencia y/o la fase en función del tiempo con tal precisión que, por ejemplo, se conseguirá una distribución uniforme de la energía en la cámara de aceite para freír o en el aceite para freír. La carga de energía de RF se puede adaptar al progreso del proceso de calentamiento. Por ejemplo, durante el calentamiento, la carga de energía de RF puede cambiar. Este cambio de carga se puede detectar, por ejemplo, a través de la antena midiendo la energía reflejada. El sistema de control comparará la energía transmitida a través de la antena con la energía reflejada y, en consecuencia, ajustará la energía que se va a transmitir por la antena. En cada fuente de energía de RF de estado sólido, la amplitud, la frecuencia y/o la fase se pueden controlar individualmente y/o en grupos. La antena puede funcionar como un sensor, por ejemplo, para detectar la radiación reflejada desde el aceite para freír que se va a tratar.

[0041] El sensor puede detectar una o más propiedades del aceite para freír, por ejemplo, su temperatura y/o la energía absorbida por el aceite para freír y/o su tasa de absorción de energía, que puede cambiar como, por ejemplo, puede cambiar el color del aceite para freír. Un sensor puede medir qué tipo de radiación se refleja desde el aceite para freír, por ejemplo, la longitud de onda. Dado que el aceite para freír se transporta durante su calentamiento con la radiación de RF, puede haber múltiples sensores a lo largo de la trayectoria de transporte. La lectura local de los sensores se puede utilizar para controlar la fuente o fuentes de radiofrecuencia de estado sólido local correspondiente y/o la fuente o fuentes de radiofrecuencia de estado sólido aguas arriba y/o aguas abajo del sensor respectivo. En una realización preferida, el sensor es un termopar, por ejemplo, un PT100.

[0043] En caso de que se cambie el aceite para freír en la freidora, los sensores pueden determinar una o más propiedades del aceite para freír y ajustar y/o controlar el calentamiento del aceite para freír. Posteriormente o alternativamente, el calentamiento del aceite para freír, particularmente el ajuste de la fuente de energía de RF de estado sólido, se puede adaptar al envejecimiento y/o contaminación del aceite para freír, por ejemplo, con partículas.

[0045] La bomba se puede controlar, por ejemplo, basándose en la señal del sensor y la capacidad de la bomba se puede aumentar o disminuir para alterar el tiempo de residencia del aceite para freír en la cámara de microondas, particularmente el tubo.

[0047] El aparato de procesamiento de la invención es preferiblemente parte de una línea de producción de piensos o alimentos, que comprende uno o más puestos de tratamiento. Preferiblemente, aguas arriba del aparato de procesamiento hay una masa.

[0049] También se describe una línea de producción, particularmente una línea de producción de alimentos que comprende el aparato de la invención. La línea tiene preferiblemente un sistema de control común, de modo que se puede ejecutar un cambio en la receta de los productos que se van a producir para todos los aparatos en la línea de manera centralizada. Para la freidora, esto significa, por ejemplo, que la temperatura del aceite para freír en el baño y/o el tiempo de residencia del producto que se va a freír en el baño se pueden cambiar automáticamente.

[0051] De acuerdo con otra realización preferida, el aparato de la invención está previsto junto con una unidad de refrigeración y/o una unidad de envasado.

[0053] A continuación se describe un método, que no forma parte de la presente invención para calentar un aceite para freír con ondas de radiofrecuencia, en donde las ondas de radiofrecuencia son proporcionadas con una o más fuentes de radiofrecuencia de estado sólido.

[0055] Preferiblemente, el aceite para freír se transporta desde una entrada de un aparato de tratamiento a una salida del mismo aparato que están separadas.

[0057] Preferiblemente, se proporcionan uno o más sensores que miden una o más propiedades del aceite para freír, el producto que se va a freír y/o la radiación reflejada desde el aceite para freír y/o el producto. Las propiedades se miden preferiblemente al menos dos veces durante su tratamiento con radiación de RF. Los cambios de las propiedades se determinan y se pueden tener en cuenta al controlar la fuente o fuentes de radiofrecuencia de estado sólido y/o una bomba que bombea el aceite para freír a través de una cámara de microondas, preferiblemente un tubo.

[0059] La tecnología de transistores genera potentes campos de RF. Preferiblemente se aplicarán múltiples fuentes de RF, las fuentes se pueden controlar de forma individual y preferiblemente relacionadas entre sí. Por ejemplo, en una aplicación que bombea una masa a través de un tubo, se puede lograr un calentamiento gradual del aceite para freír controlando los campos electromagnéticos controlando el nivel de potencia, la frecuencia y la fase en función del tiempo con tal precisión que se logrará una distribución uniforme de la energía. En general, en caso de un cambio de carga en un determinado punto del aceite para freír, el controlador puede controlar el parámetro de parámetros específicos en ese determinado punto para corregir los efectos adversos del cambio de carga. Por ejemplo, durante el calentamiento, la carga de aceite para freír puede cambiar. Este cambio de carga se detectará a través de la antena midiendo la energía reflejada. El sistema de control comparará la energía transmitida a través de la antena con la energía reflejada y ajustará, en consecuencia, la energía que se va a transmitir por la antena.

[0061] Las invenciones se explican ahora de acuerdo con las Figuras. Las explicaciones se aplican igualmente a todas las realizaciones de la presente invención.

[0062] Figuras 1a y 1b muestran una primera realización de la presente invención.

[0063] Figura 1c muestra una segunda realización de la presente invención.

[0064] En las Figuras 1a y 1b se representa una primera realización de un aparato de microondas energizado por RF de estado sólido, que comprende múltiples fuentes 2 de RF de estado sólido, cada una de las cuales comprende una guía 10 de ondas y/o una antena 11. En el presente caso, el aparato de la invención comprende una multitud, aquí cinco, de fuentes 2 de RF de estado sólido, que están previstas en la circunferencia de una cámara 9 de aceite para freír y preferiblemente, de manera equidistante alrededor de la circunferencia de la cámara de aceite para freír. El número de fuentes 2 en la dirección circunferencial puede depender de la eficiencia de las microondas para calentar el aceite 8 para freír de manera uniforme, medida, por ejemplo, por el aumento de temperatura por unidad de tiempo. Las fuentes 2 de RF de estado sólido están ubicadas en una cámara 7, en el presente caso definida por el alojamiento 3. El alojamiento 3 puede ser similar a una jaula de Faraday para impedir que las ondas electromagnéticas salgan del alojamiento. Al menos la pared interior 4, pero preferiblemente todo el alojamiento 3, puede estar hecho de acero, por ejemplo, acero inoxidable. Dentro de la cámara 7 y/o dentro del alojamiento 3, hay prevista una cámara 5 de aceite para freír, aquí un tubo 5 de microondas, que separa la cámara 5 de aceite para freír de la cámara 7, en la que están ubicadas las fuentes 2 de RF de estado sólido. El material del tubo es preferiblemente al menos parcialmente, de manera más preferible completamente transparente para la energía de microondas suministrada por las fuentes 2 de RF de estado sólido y más preferiblemente no absorbe energía de microondas y, por lo tanto, no será calentado por la energía de microondas pero, en su caso, solo calentado por el producto calentado sin la acumulación de depósitos en la pared interior del tubo. Particularmente, el tubo, en particular su pared interior 6, no estará a una temperatura más alta que la temperatura deseada del aceite para freír, por ejemplo, no más caliente de 180 °C. Para convertir eficazmente la energía de microondas en una temperatura elevada del aceite para freír que se va a calentar, el material del tubo 5 no es metálico, pero son adecuados ciertos materiales plásticos y/o materiales de cuarzo, que son más preferiblemente de calidad alimentaria. El aceite 8 para freír está ubicado dentro de la cámara 5 de aceite para freír y será calentado por una fuente 2 de estado sólido preferiblemente múltiple ubicada en la cámara 7. Esta realización es, por ejemplo, preferida en caso de que los agentes de limpieza utilizados para limpiar la cámara 5 de aceite para freír no entren en contacto con las fuentes 2 de estado sólido. El tubo 5 también se puede utilizar para dirigir el producto más allá de las fuentes 2 de RF de estado sólido. Si es necesario, la cámara 7, que rodea el tubo 5, se puede enfriar para enfriar las fuentes de RF.

[0065] La Figura 1c muestra otra realización de la presente invención. Se puede hacer referencia a la descripción de acuerdo con las Figuras 1a y b. Sin embargo, en el presente caso, existen medios 12 de protección transparentes a las microondas que protegen la antena 11 y la guía 10 de ondas contra el aceite 8 para freír. Los medios de protección están hechos preferiblemente de un material transparente a las microondas, por ejemplo, el material del tubo 5 como se describió anteriormente.

[0066] Lista de signos de referencia

[0067] 1 aparato de microondas

[0068] 2 fuente de energía de RF de estado sólido

[0069] 3 alojamiento

[0070] 4 pared interior del alojamiento 3

[0071] 5 cámara de aceite para freír, tubo de microondas

[0072] 6 pared interior del tubo 5 de microondas

[0073] 7 cámara de fuente de estado sólido

[0074] 8 aceite para freír

[0075] 9 cámara de aceite para freír

[0076] 10 guía de ondas

[0077] 11 antena

[0078] 12 medios de protección transparentes a las microondas

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Aparato de procesamiento, en el cual un producto es transportado desde una entrada de producto a una salida de producto y se fríe en un baño de aceite para freír, en donde la fritura se lleva a cabo en un baño de aceite, caracterizado por que el aceite para freír es bombeado por una bomba a través de una cámara (5) de microondas y de este modo es calentado, en donde la cámara (5) de microondas, comprende al menos una, preferiblemente una multitud, de fuente o fuentes (2) de radiofrecuencia de estado sólido, en donde el aceite para freír fluye fuera del baño hacia la cámara de microondas, donde se calienta y luego fluye de regreso al baño de aceite, en donde la bomba se puede controlar basándose en la temperatura del aceite para freír en el baño y/o basándose en la energía proporcionada por la fuente o fuentes de radiofrecuencia de estado sólido.

2. Aparato de procesamiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la cámara (5) de microondas es al menos esencialmente transparente a las microondas.

3. Aparato (1) de procesamiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que las fuentes (10, 11) de radiofrecuencia de estado sólido están previstas en una matriz de n columnas y m filas, en el que n es un número entero > 1 y m es un número entero > 1.

4. Aparato (1) de procesamiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las fuentes (2) están previstas, preferiblemente de manera equidistante, alrededor de la circunferencia de una cámara de microondas.

5. Aparato (1) de procesamiento según una de las reivindicaciones anteriores con una entrada y una salida, que están separadas entre sí.

6. Aparato (1) de procesamiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la bomba transporta la fritura más allá de la fuente o fuentes (2) de radiofrecuencia de estado sólido.

7. Aparato (1) de procesamiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende un sistema de control para controlar las fuentes (2) de radiofrecuencia de estado sólido y/o la bomba.

8. Aparato (1) de procesamiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende un sensor que mide al menos una propiedad del aceite para freír y/o una propiedad de la radiación reflejada desde el aceite para freír, en el que la señal de este sensor es utilizada preferiblemente por el sistema de control.

9. Aparato (1) de procesamiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende un filtro para eliminar partículas del aceite para freír.