BR102023005038B1 - Desidratador termossolar para produção de alimentos - Google Patents

Abstract

DESIDRATADOR TERMOSSOLAR PARA PRODUÇÃO DE ALIMENTOS. A presente invenção refere-se a um DESIDRATADOR TERMOSSOLAR PARA PRODUÇÃO DE ALIMENTOS, mais precisamente trata-se de um forno solar destinado à cocção de alimentos: snack de coco, biscoitos, bolo, etc. O qual é formado por uma estrutura metálica em formato de H (1,B), a qual possibilita a rotação tanto no eixo vertical quanto no horizontal; uma estrutura parabólica (1,A) recoberta internamente por espelho, cuja finalidade é o redirecionamento dos raios solares para a parte inferior do recinto de cocção (1,D). Esses raios solares são absorvidos pela superfície externa do recinto de cocção que posteriormente será convertida em radiação infravermelha a qual será utilizada na produção dos alimentos. Ele ainda é dotado de um sistema de cabos de aço (1,E) e manivelas (1,F) que ajudam no redirecionamento dos raios solares para a região inferior do recinto de cocção. Além de possuir um sistema de locomoção, dotado de quatro rodas localizadas na parte inferior da estrutura no formato de H (1,B), o que lhe garante maior facilidade de rastreamento solar e, consequentemente, maior eficiência térmica.

Description

Campo da invenção

[001] A presente invenção refere-se a um forno desidratador termossolar que, ao ser exposto à irradiação emitida pelo sol, realiza o redirecionamento da irradiação, a partir de uma superfície espelhada em formato parabólico, para um recinto pintado de preto, o qual está localizado na região focal da superfície parabólica espelhada. Além disso, uma vez que o recinto absorve radiação refletida pela estrutura parabólica, ele realiza a conversão para irradiação infravermelho que pode ser utilizada na cocção de alimentos diversos.

[002] A presente invenção refere-se ainda a um processo de produção de alimentos mais barato, pois se utiliza apenas da irradiação solar como fonte energética, ao invés das tradicionais fontes de calor. Outro ponto, é que a presente invenção é dotada de uma estrutura metálica por meio da qual é possível realizar o rastreamento da irradiação solar, de modo a aumentar a eficácia do dispositivo.

Estado da técnica

[003] Normalmente, As Fontes Tradicionais De Energia (Carvão, Gás Glp, Eletricidade) São As Responsáveis Por Fornecer Calor Para A Produção De Alimentos, Tanto Em Escala Domiciliar Quanto Em Escala Industrial. Para Esse Fim, Realiza-se A Queima De Algum Combustível, De Modo Que Seu Calor É Utilizado Para A Cocção Dos Alimentos. No Caso De Fornos Elétricos, Utiliza-se Do Efeito “joule”, Em Que Se Converte A Eletricidade Em Calor Para Atingir O Mesmo Objetivo. A Seguir, São Apresentados Alguns Dispositivos Que Mais Se Assemelham Com O Presente Invento, Em Que São Destacadas As Principais Diferenças.

[004] O documento PI9100861A descreve um forno solar doméstico destinado à produção de alimentos por meio da concentração dos raios solares em um único ponto. Dentre as principais diferenças, pode-se destacar que, além do dispositivo ser fabricado em escala doméstica, ele apresenta um formato de cone, enquanto a invenção apresentada neste documento é destinada a produção de alimentos em escala industrial e possui como superfície refletora o formato cilíndrico parabólico. Outra diferença a ser destacada é o formato que os raios solares fazem na parte inferior do recinto de cocção, que no presente invento tem um formato retangular (como se fosse uma linha), enquanto neste documento, a concentração dos raios solares é um ponto (ou uma circunferência) no espaço. O invento proposto apresenta vantagens para produção de alimentos quando comparada com o forno solar doméstico, pois, o forno solar doméstico concentra os raios solares uma região focal pequena, o que poderá contribuir para obtenção de temperaturas mais elevadas, no entanto, não contribui para o aumento da produtividade de alimentos pois ocorre uma maior perda de energia; no presente invento apresentado, a perda de energia é mitigada pela utilização de um recinto de cocção pintado na cor preta e pelo formato da região focal que tem um formato retangular, portanto, maior área de cobertura na parte inferior do recinto de cocção.

[005] O documento MU7200435U descreve um forno solar doméstico o qual caracteriza-se por se utilizar da energia solar como fonte de energia como uma forma de mitigar a dependência de outras fontes energéticas, principalmente o GLP. O dispositivo tem um formato de cone, com a parte interna revestida com espelhos, os quais recebem e refletem os raios solares, direcionando-os para a região focal, onde são colocados os alimentos. Dentre as principais vantagens do invento proposto, destacam-se a geometria da superfície refletora, que possui um formato parabólico, enquanto no forno solar doméstico possui um formato de cone. Esta diferença implica diretamente na capacidade de produção de alimentos, pois a área de incidência solar do presente invento é maior do que a área focal do forno solar doméstico citado no documento.

[006] O documento PI9300254-8A descreve um forno solar para o carvoejamento de biomassa, embora apresente forma geométrica semelhante, dentre as principais diferenças, destaca-se a finalidade entre os inventos, enquanto o forno solar para o carvoejamento é utilizado para a produção de carvão, o da presente invenção é destinado à produção de alimentos. Como principal vantagem do invento apresentado em relação ao documento, pode- se destacar a capacidade de realização de giro no eixo vertical, o que possibilita a ampliação de sua capacidade de rastreamento solar, aumentando assim, sua capacidade de reter calor e de produzir alimentos.

[007] O documento PI0810347-0 descreve um forno solar destinado à esterilização de resíduos biocontagiosos ou infectocontagiosos, a invenção oferece um método limpo e econômico para processar resíduos bioinfecciosos. Apesar da invenção apresentada no documento apresentar a mesma fonte de energia, a irradiação solar, dentre as principais diferenças, tem-se, que a PI0810347-0 possui propósito, geometria e princípios de funcionamento diferentes quando comparada com o presente invento. Como vantagem sobre o dispositivo citado, pode-se destacar uma maior capacidade de rastreamento dos raios solares do presente invento, tendo em vista, que pode realizar giro em ambos os eixos (horizontal e vertical), o que amplia sua capacidade de captação de radiação solar, e, consequentemente, sua capacidade de produzir alimentos. Outra vantagem refere-se ao formato da região focal, pois o presente invento possui no formato de linha, enquanto no forno esterilizador, a região focal é um ponto, limitando sua capacidade de armazenar calor.

[008] O documento com o número de concessão 4262660 trata-se de um fogão solar portátil, desmontável, com um corpo de suporte em forma de caixa no qual um refletor parabólico expansível e um forno solar associado podem ser facilmente montados e desmontados, sem o uso de ferramentas manuais e na posição desmontada, as partes componentes podem ser facilmente armazenadas dentro do corpo de suporte em forma de caixa. Dentre as principais diferenças, pode-se destacar a maneira como o calor é armazenado, que neste caso é realizado por um tubo circular, enquanto, na presente invenção, o armazenamento de calor ocorre pelo seu recinto de cocção de formato retangular, feito de material metálico. Como vantagens, destaca-se o custo de fabricação associado ao recinto de armazenamento de calor, que na presente invenção é feito de um material metálico condutor revestido externamente de preto, quando no forno solar portátil, o cubo circular feito de vidro, dificulta o processo de fabricação, além disso, apresenta resultados menos satisfatórios, pois o tempo de aquecimento é inferior quando comparado com o material condutor utilizado na presente invenção. Outra vantagem do presente invento é a capacidade de girar em ambos os eixos (horizontal e vertical), enquanto no fogão solar portátil, é possível apenas mover a parábola no eixo horizontal, o que limita sua capacidade de rastreamento dos raios solares, consequentemente, diminuindo sua eficiência na produção de alimentos.

[009] O documento com o número de publicação US2015044345 apresenta um dispositivo solar que compreende: dois refletores solares, um elemento de coleta solar e um suporte do elemento de coleta solar, em que o primeiro refletor solar e o segundo refletor solar são côncavos e parabólicos, e estão numa disposição substancialmente simétrica a um eixo do elemento de coleta solar, em que cada refletor concentra a radiação solar no elemento solar, a partir de uma superfície refletora que rapidamente aquece o elemento de coleta solar. O aparelho de cozimento solar é ajustável e, em algumas realizações, portátil. Embora este dispositivo tenha o mesmo propósito e fonte de energia, dentre as principais diferenças, destaca-se que o equipamento proposto difere para esta patente em sua concepção. No caso da presente patente tem-se apenas uma parábola, e não duas. Além disso, o recinto de cocção também é diferente, quanto no documento citado trata-se de um coletor solar, no presente invento, trata-se de um recinto metálico enegrecido. Dentre as principais vantagens do invento apresentado em relação ao do documento, tem-se o processo de fabricação, que é muito mais simples, além disso, possibilita girar no eixo vertical, o que aumenta a sua capacidade de rastreamento da radiação solar, consequentemente, também aumenta sua capacidade de armazenamento de calor e de produção de alimentos.

[010] Dessa forma, há ainda a necessidade de produção de alimentos de forma alternativa, sem a necessidade de utilização de combustíveis fósseis, e em escala industrial.

Sumário da invenção

[011] Assim, pensando em proporcionar melhorias ao mercado consumidor, o objetivo desta invenção é apresentar um dispositivo melhorado em relação às tecnologias existentes, que consistiu no desenvolvimento de um equipamento de cozimento solar, econômico, fácil de fabricar e usar, que funciona por meio da conversão de irradiação solar direta, em calor. De modo geral, o presente dispositivo compreende os seguintes elementos: a) um refletor cilíndrico parabólico o qual redireciona a irradiação solar recebida do sol para uma região central do forno no formato de linha; b) um recipiente de cocção enegrecido que ao absorver irradiação solar, passa a emitir irradiação infravermelho, esse mesmo recipiente está completamente fechado de modo a reter maior quantidade de calor; c) uma estrutura metálica dotada de quatro pneus, por meio dos quais é possível realizar o acompanhamento e da irradiação solar de modo a obter-se uma maior eficiência térmica ao forno.

[012] É um adicional objeto da presente invenção, um processo de produção de alimentos por meio concentração de calor, que permite: - admitir a matéria-prima no recinto de cocção; - orientar o dispositivo de modo que os raios solares se concentrem na parte inferior do recinto de cocção; - aguardar um dado intervalo de tempo até o forno atingir uma temperatura constante; - acompanhar o processo de cocção dos alimentos. Uma vez que cada alimento requer um determinado tempo, isso pode variar de acordo com a quantidade e o tipo de alimento.

[013] Dentre as vantagens do dispositivo proposto, pode-se citar a capacidade de cocção de vários alimentos de modo simultâneo, sem a necessidade de utilização de nenhuma fonte de calor poluente, como lenha ou GLP, além de que, o invento não emite nenhum tipo de resíduo durante o processo de cocção, outra vantagem a ser destacada deve-se a sua capacidade de produção, uma vez que o invento tem escala industrial, ele apresenta uma capacidade de produção significativamente maior do que os fornos solares domésticos.

Descrição das figuras

[014] A figura 1 representa uma vista isométrica da presente invenção, onde: cilindro refletor (2); suporte da estrutura em cavalete (3); barramentos de conexão (4); recinto de cocção (5); cabos de conexão (6); manivelas de regulação (7); rodas de locomoção (8), guia de giro vertical (9).

[015] A figura 2 representa uma vista lateral do dispositivo proposto;

[016] A figura 3 representa uma vista superior do dispositivo proposto.

Descrição da invenção

[017] Com referência aos desenhos ilustrados, a presente patente de invenção se refere a um “DESIDRATADOR TERMOSSOLAR PARA PRODUÇÃO DE ALIMENTOS”, mais precisamente, trata-se de um forno solar (1) capaz de possibilitar a cocção de alimentos por meio da concentração de raios solares e não pelo uso de lenha ou outro combustível fóssil. A cocção de alimentos é realizada sem a produção de chamas, consequentemente, sem a produção de resíduos, e como trabalha em médias temperaturas abaixo de 200°C, o dispositivo também apresenta elevada segurança em seu uso e manuseio.

[018] O forno solar (1) proposto é formado essencialmente por um suporte estrutural em cavalete (3) que permite a sua rotação no eixo vertical e no eixo horizontal. A combinação destes dois movimentos permite que o forno solar (1) realize o redirecionamento dos raios solares para a região focal da melhor maneira possível, de modo a elevar sua eficiência, além disso, possui ainda um sistema de cabos de conexão (6) que, em virtude do seu peso, auxilia na movimentação em relação ao eixo vertical; já em relação ao eixo horizontal, o dispositivo é dotado de quatro rodas de locomoção (8) que permitem também sua rotação. Para o armazenamento de calor, o forno é dotado de um recinto de cocção (5) pintado externamente da cor preta e fabricado a partir de um material condutor. Uma vez que este recinto de cocção (5) recebe radiação solar, a radiação é absorvida e passa a emitir um outro tipo de radiação, no caso, a infravermelha.

[019] De modo geral, exemplifica-se a seguir uma das maneiras de utilização do forno solar (1) proposto, todavia, não deve ser encarada de modo a limitar o escopo da presente invenção.

[020] Para iniciar o processo de produção dos alimentos, a matéria-prima é posta no interior do recinto de cocção (5), pintado na cor preta, em seguida, se procede com sua vedação completa. Uma vez que o forno solar (1) foi abastecido com o alimento que se deseja realizar a cocção, o passo seguinte é sua exposição à radiação solar, assim, a radiação recebida é refletida pela superfície espelhada do cilindro refletor (2), o espelhamento dos raios recebidos os concentra em uma região focal em que está localizado o recinto de cocção (5), que realiza o cozimento dos alimentos inseridos no dispositivo.

[021] Como se sabe, a terra é dotada de dois movimentos (a translação em relação ao sol e a rotação em relação ao próprio eixo), e devido a isso, há a necessidade de rastreamento dos raios solares. Para este fim, o forno solar (1) também é dotado de um suporte estrutural em cavalete (3) que permite a rotação em relação a esses dois movimentos (eixos horizontal e vertical). Além disso, sabe-se também que a terra gira em torno de 15° em torno do próprio eixo, e devido a isso, o ajuste em relação ao sol é realizado a cada hora.

Claims (1)

1. “DESIDRATADOR TERMOSSOLAR PARA PRODUÇÃO DE ALIMENTOS”, trata-se de um forno solar (1) capaz de possibilitar a cocção de alimentos por meio da concentração de raios solares, contendo cilindro refletor (2), recinto de cocção (5) e rodas de locomoção (8), caracterizado por compreender um suporte estrutural em cavalete (3) que permite a sua rotação no eixo vertical e no eixo horizontal, além de barramentos de conexão (4), cabos de conexão (6), manivelas de regulação (7) e guia de giro vertical (9).