BR112019022057A2

BR112019022057A2 - aparelho e método para aquecimento de óleo para fritura com tecnologia de rf em estado sólido

Info

Publication number: BR112019022057A2
Application number: BR112019022057-7A
Authority: BR
Inventors: Joost Van Erp
Original assignee: Gea Food Solutions Bakel B.V.
Priority date: 2017-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2020-08-18
Also published as: ES2888299T3; EP3621458A1; CN110650632B; CN110650632A; JP2020520054A; US11503953B2; WO2018206638A1; RU2019139221A; PL3621458T3; US20200187715A1; EP3935956A1; CA3062982A1; EP3621458B1; RU2019139221A3; JP7209640B2

Abstract

A presente invenção se refere a um aparelho de processamento no qual um óleo para fritura é aquecido, desinfetado, pasteurizado e/ou esterilizado. A presente invenção se refere ainda a um método de tratamento de um óleo para fritura com ondas de radiofrequência.

Description

APARELHO E MÉTODO PARA AQUECIMENTO DE ÓLEO PARA FRITURA COM TECNOLOGIA DE RF EM ESTADO SÓLIDO

[0001] A presente invenção se refere a um aparelho de processamento no qual um produto é transportado de uma entrada para uma saída e é frito em um óleo para fritura. A presente invenção se refere ainda a um método de aquecimento de um óleo para fritura com ondas de radiofrequência.

[0002] Em uma fritadeira industrial convencional usada para fritar, por exemplo, produtos à base de carne, o óleo para fritura é aquecido até aproximadamente 180ºC, dependendo dos produtos a serem fritos. Os produtos a serem fritos entram na fritadeira por meio de um transportador e os produtos serão guiados através da fritadeira através de um ou mais transportadores, de preferência um transportador inferior em combinação com um transportador de retenção. Através do transportador inferior, os produtos saem da fritadeira. Um trocador de calor é aplicado dentro da fritadeira, preferencialmente no fundo da fritadeira. Em uma modalidade conhecida, os elementos elétricos posicionados em tubos de aço inoxidável aquecem o óleo para fritura que flui ao redor dos tubos. Em outra modalidade conhecida, o óleo térmico flui através de tubos de aço inoxidável do trocador de calor. Neste último caso, a temperatura de entrada do óleo térmico na fritadeira é de aproximadamente 250ºC e a temperatura de saída da fritadeira é de aproximadamente 200ºC. No entanto, no aparelho de acordo com o estado da técnica, é impossível controlar a temperatura do óleo para fritura com precisão, de modo que, na maioria dos casos, o óleo para fritura está muito quente e, portanto, se degrada relativamente rápido, o que leva ao aumento do custo de produção e a um modo de operação relativamente ineficiente em energia.

[0003] É, portanto, o objetivo da presente invenção fornecer um aparelho e um método de processamento que não compreenda as deficiências de acordo com o estado da técnica.

[0004] O problema é solucionado com um aparelho de processamento no qual um produto é transportado de uma entrada de produto até uma saída de produto e é frito em um óleo para fritura, em que o óleo para fritura é bombeado por uma bomba através de uma câmara de micro-ondas e é, assim, aquecido e em que a câmara de micro-ondas compreende pelo menos uma, preferencialmente várias, fontes de radiofrequência em estado sólido.

[0005] A divulgação feita em relação a este objeto da presente invenção também se aplica à outra invenção e vice-versa. Os assuntos divulgados em relação a esta invenção também podem ser combinados com os assuntos de outras invenções do presente pedido.

[0006] A presente invenção refere-se a uma fritadeira, na qual um produto é frito. Esse produto pode ser carne, queijo, produto vegetal ou uma combinação deles. A fritura ocorre em um banho de óleo, com temperatura preferencialmente em torno de 180ºC. O produto é transportado por meio do banho de óleo de uma entrada para uma saída do produto, por exemplo, por meios transportadores ou em um cesto móvel. O produto é preferencialmente submerso no banho de óleo. A entrada do produto e a saída do produto podem ser as mesmas. No entanto, preferencialmente, a entrada do produto e a saída do produto são espaçadas. O processo de fritura pode ser em lote, contínuo ou semicontínuo.

[0007] Os produtos a serem fritos entram preferencialmente no aparelho de processamento da invenção através de um transportador e mais preferencialmente os produtos serão guiados através do aparelho através de um ou mais transportadores, ainda mais preferencialmente um transportador inferior em combinação com um transportador de retenção. Através do transportador inferior, os produtos preferencialmente saem da fritadeira.

[0008] De acordo com a presente invenção, o óleo para fritura é bombeado por uma bomba ou similar através de uma câmara de micro-ondas e é aquecido, a câmara de micro-ondas compreendendo pelo menos uma, preferencialmente várias, fontes de radiofrequência em estado sólido, cada uma com um transistor de radiofrequência (RF) em estado sólido em um amplificador de potência de RF. Um amplificador de potência de radiofrequência é um amplificador eletrônico que converte um sinal de radiofrequência de baixa potência em um sinal de potência mais alta. Normalmente, os amplificadores de potência de RF acionam a antena de um transmissor. A antena pode ser acoplada e/ou localizada em um guia de ondas, em que a antena pode irradiar as micro-ondas para o guia de ondas que, preferencialmente, é projetado com material refletivo e pode guiar as micro-ondas para um local desejado, por exemplo, dentro da câmara de óleo para fritura em que os produtos a serem tratados estão localizados. Comparado a um magnetron, uma vantagem de uma tecnologia de energia de RF em estado sólido é um acionador de baixa tensão, confiabilidade de semicondutores e menor consumo de energia devido ao sistema de controle avançado.

[0009] A câmara de micro-ondas com as fontes de radiofrequência em estado sólido é usada para aquecer um óleo para fritura. Um óleo para fritura de acordo com a presente invenção é qualquer óleo usado na indústria para fritar um produto consumível.

[0010] O aparelho de processamento da invenção compreende ainda uma bomba que transporta e bombeia o óleo para fritura através das fontes de radiofrequência em estado sólido. A bomba pode ser qualquer meio conhecido por aquele versado na técnica para mover um líquido. A bomba também pode ser um meio que adiciona uma certa energia potencial ao óleo para fritura, para que ela possa ser acionada pela força gravitacional que passa pelas fontes de radiofrequência em estado sólido. A capacidade, isto é, o diferencial de pressão e/ou o fluxo de volume da bomba é preferencialmente controlável. Preferencialmente, a bomba é controlada com base na temperatura do óleo para fritura no banho e/ou na energia fornecida pelas fontes de radiofrequência em estado sólido. A bomba e, portanto, o fluxo do óleo para fritura através da fritadeira também podem ser utilizados para influenciar a transferência de calor entre o óleo para fritura e o produto a ser frito. As condições de transferência de calor turbulenta ou laminar ou uma mistura delas podem ser alcançadas no aparelho de processamento da invenção.

[0011] Para fins de aquecimento, o óleo para fritura sai do banho em direção à câmara de micro-ondas, onde é aquecido e depois volta para o banho da fritadeira. Pode haver vários locais na fritadeira onde o óleo para fritura é removido e/ou vários locais onde o óleo para fritura é devolvido à fritadeira. Uma ou mais entradas e/ou uma ou mais saídas podem ser equipadas com uma válvula para ajustar o fluxo em direção a ou a partir da fritadeira. Dentro da fritadeira, o óleo para fritura preferencialmente flui na mesma direção que a direção do fluxo do produto. Isso pode ser vantajoso a fim de evitar distorções da posição dos produtos alimentícios no transportador e para que sedimentos como partículas soltas, por exemplo, revestimento em caso de produtos revestidos, possam ser coletados e descarregados, preferencialmente dentro do filtro da fritadeira e meios de remoção de sedimentos. Uma bomba preferencialmente integrada forçará o óleo filtrado de volta ao local de entrada da fritadeira. Caso um filtro externo adicional seja aplicado, o óleo pré-filtrado preferencialmente será bombeado para o filtro externo posicionado próximo à fritadeira e daí fluirá de volta para o lado de entrada da fritadeira. Um fluxo do óleo para fritura e dos produtos a serem fritos na mesma direção também tem a vantagem de que a temperatura mais alta está no início da fritura, o que diminui a absorção de óleo pelo produto durante a fritura.

[0012] A fritadeira compreende preferencialmente um filtro e/ou um removedor de detritos dentro da fritadeira, preferencialmente no local do banho de óleo e/ou na bomba e/ou na tubulação para e/ou a bomba e/ou a câmara de micro-ondas um filtro e/ou um removedor de detritos pode ser fornecido.

[0013] De acordo com a invenção, o óleo para fritura será exposto à energia de micro-ondas em uma câmara de micro-ondas, que está de acordo com uma modalidade preferida de um tubo. A câmara de micro-ondas, preferencialmente o tubo, é preferencialmente feita de um material que é pelo menos essencialmente transparente para micro-ondas e, portanto, não é ou é apenas pouco aquecido pela energia de micro-ondas. Preferencialmente, a área interna do tubo é de 0,017 — 0,2 m? e/ou o diâmetro interno do tubo tem preferencialmente entre 0,15 e 0,5 m. A câmara de micro-ondas e/ou o tubo para e/ou da câmara de micro-ondas pode compreender um dispositivo de mistura. No caso de um tubo, o dispositivo de mistura é preferencialmente um misturador estático.

[0014] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o aparelho da invenção pode não apenas compreender uma, mas várias fontes de radiofrequência no estado sólido. Isto pode ser feito usando uma ou mais antenas e/ou um ou mais guias de onda. Cada fonte de radiofrequência pode ser preferencialmente alimentada individualmente e cada fonte de radiofrequência pode ser preferencialmente controlada, mais preferencialmente controlada em circuito fechado, mais preferencialmente individualmente. Preferencialmente, o comprimento de onda, a amplitude e/ou a direção da radiação podem ser controlados.

[0015] As fontes de radiofrequência em estado sólido são preferencialmente fornecidas em uma matriz de n colunas e m linhas, em que n é um número inteiro > 1 e m é um número inteiro > 1. Preferencialmente, as radiofrequências em estado sólido são dispostas equidistantemente em uma linha e/ou as colunas também são dispostas equidistantemente. No caso de várias fontes, elas podem ser dispostas aleatoriamente.

[0016] Preferencialmente, as fontes de radiofrequência em estado sólido são fornecidas equidistantemente ao redor da circunferência da câmara de micro-ondas.

[0017] Preferencialmente, o aparelho de processamento da invenção compreende meios para transportar os produtos a serem fritos através de um banho de óleo para fritura quente, no qual os produtos são preferencialmente submersos. Os meios são preferencialmente um transportador, preferencialmente uma corrente transportadora. Preferencialmente, dois transportadores são fornecidos em paralelo, em que o produto é colocado entre os transportadores para mantê-los submersos no banho de óleo para fritura.

[0018] Alternativa ou adicionalmente, a fritadeira é projetada para processamento em lote, em que os produtos a serem fritos são submersos em um banho de óleo para fritura quente, por exemplo, com um cesto.

[0019] Preferencialmente, o aparelho de processamento compreende um sistema de controle para controlar as fontes de radiofrequência em estado sólido e/ou a bomba. O sistema de controle compreende, preferencialmente, um ou mais sensores, cujos sinais são utilizados para controlar uma ou mais fontes de radiofrequência em estado sólido, preferencialmente individualmente e/ou relacionadas entre si e/ou os sistemas de controle controlam a bomba. Em uma aplicação que bombeia o óleo para fritura através de um tubo, é possível obter gradualmente o aquecimento do óleo para fritura e/ou o controle de temperatura muito preciso pelo controle dos campos eletromagnéticos, do nível de potência, da frequência e/ou fase versus tempo com tanta precisão que, por exemplo, uma distribuição uniforme de energia na câmara de óleo para fritura ou no óleo para fritura será alcançada. A carga de energia de RF pode ser adaptada ao progresso do processo de aquecimento. Por exemplo, durante o aquecimento, a carga de energia de RF pode mudar. Essa mudança na carga pode ser detectada, por exemplo, através da antena pela medição da energia refletida. O sistema de controle comparará a energia transmitida através da antena com a energia refletida e, consequentemente, ajustará a energia a ser transmitida pela antena. Em cada fonte de energia de RF no estado sólido, a amplitude, a frequência e/ou a fase podem ser controladas individualmente e/ou em grupos. A antena pode funcionar como um sensor,

por exemplo, para detectar a radiação refletida do óleo para fritura a ser tratado.

[0020] O sensor pode detectar uma ou mais propriedades do óleo para fritura, por exemplo, sua temperatura e/ou a energia absorvida pelo óleo para fritura e/ou sua taxa de absorção de energia, que podem mudar conforme, por exemplo, a cor do óleo para fritura. Um sensor pode medir que tipo de radiação é refletida a partir do óleo para fritura, por exemplo, o comprimento de onda. Como o óleo para fritura é transportado durante seu aquecimento com a radiação de RF, pode haver vários sensores ao longo do trajeto de transporte. A leitura local dos sensores pode ser usada para controlar as fontes de radiofrequência no estado sólido locais correspondentes e/ou as fontes de radiofrequência no estado sólido a montante e/ou a jusante do respectivo sensor. Em uma modalidade preferida, o sensor é um termopar, por exemplo, um PT100.

[0021] No caso de o óleo para fritura ser trocado, os sensores podem determinar uma ou mais propriedades do óleo para fritura e ajustar e/ou controlar o aquecimento do óleo para fritura. Posteriormente ou alternativamente, o aquecimento do óleo para fritura, particularmente a configuração da fonte de energia de RF em estado sólido, pode ser adaptado ao envelhecimento e/ou poluição do óleo para fritura, por exemplo, com partículas.

[0022] Alternativa ou adicionalmente, a bomba pode ser controlada, por exemplo, com base no sinal do sensor e a capacidade da bomba pode ser aumentada ou diminuída para alterar o tempo de permanência do óleo para fritura na câmara de micro-ondas, particularmente no tubo.

[0023] O aparelho de processamento da invenção é preferencialmente parte de uma linha de produção de ração ou alimento, que compreende uma ou mais estações de tratamento. A montante do aparelho de processamento está de preferência uma inclinação externa.

[0024] Outra modalidade preferida ou inventiva da presente invenção é, portanto, uma linha de produção, particularmente uma linha de produção de alimentos que compreende o aparelho da invenção. A linha possui preferencialmente um sistema de controle comum, de modo que uma alteração na receita dos produtos a serem produzidos possa ser executada para todos os aparelhos na linha centralmente. Para a fritadeira, isso significa, por exemplo, que a temperatura do óleo para fritura no banho e/ou o tempo de permanência do produto a ser frito no banho podem ser alteradas automaticamente.

[0025] De acordo com outra modalidade preferida, o aparelho da invenção é fornecido junto com uma unidade de resfriamento e/ou uma unidade de embalagem.

[0026] O problema também é resolvido com um método para aquecimento de um óleo para fritura com ondas de radiofrequência, em que as ondas de radiofrequência são fornecidas com uma ou mais fontes de radiofrequência em estado sólido.

[0027] A divulgação feita em relação a este objeto da presente invenção também se aplica à outra invenção e vice-versa. Os assuntos divulgados em relação a esta invenção também podem ser combinados com os assuntos de outras invenções do presente pedido.

[0028] Preferencialmente, o óleo para fritura é transportado a partir de uma entrada de um aparelho de tratamento para uma saída do mesmo aparelho, que são espaçadas umas das outras.

[0029] Preferencialmente, é fornecido um ou mais sensores que medem uma ou mais propriedades do óleo para fritura, do produto a ser frito e/ou da radiação refletida no óleo para fritura e/ou no produto. As propriedades são preferencialmente medidas pelo menos duas vezes durante seu tratamento com radiação de RF. As alterações das propriedades são determinadas e podem ser levadas em consideração ao controlar as fontes de radiofrequência em estado sólido e/ou uma bomba que bombeia o óleo para fritura através de uma câmara de micro-ondas, preferencialmente um tubo.

[0030] A tecnologia de transistor gera poderosos campos de RF. Preferencialmente, múltiplas fontes de RF serão aplicadas, as fontes podendo ser controladas individualmente e, preferencialmente, relacionadas entre si. Por exemplo, em uma aplicação que bombeia uma massa através de um tubo, o aquecimento gradual do óleo para fritura pode ser alcançado pelo controle dos campos eletromagnéticos, controlando o nível de potência, frequência e fase versus tempo com tanta precisão que uma distribuição uniforme de energia será alcançada. Em geral, no caso de uma alteração na carga em um determinado ponto do óleo para fritura, o controlador pode controlar os parâmetros específicos nesse determinado ponto para corrigir os efeitos adversos da mudança de carga. Por exemplo, durante o aquecimento, a carga de óleo para fritura pode mudar. Essa mudança na carga será detectada através da antena, pela medição da energia refletida. O sistema de controle comparará a energia transmitida através da antena com a energia refletida e, consequentemente, ajustará a energia a ser transmitida pela antena.

[0031] As invenções são agora explicadas de acordo com as Figuras. As explicações se aplicam a todas as modalidades da presente invenção da mesma forma.

[0032] As Figuras 1a e 1b mostram uma primeira modalidade da presente invenção.

[0033] As Figuras 1c mostram uma segunda modalidade da presente invenção.

[0034] Uma primeira modalidade de um aparelho de micro-ondas com energia de RF em estado sólido é representada na Figura 1a e 1b, que compreende fontes de RF em estado sólido 2, cada uma compreendendo um guia de ondas 10 e/ou uma antena 11. No presente caso, o aparelho da invenção compreende uma multiplicidade, neste exemplo, de cinco fontes de RF em estado sólido 2, que são fornecidas na circunferência de uma câmara de óleo para fritura 9 e, preferencialmente, equidistantes ao redor da circunferência da câmara de óleo para fritura.

O número de fontes 2 no sentido circunferencial pode depender da eficiência das micro-ondas para aquecer o óleo para fritura 8 uniformemente, medida por exemplo, pelos aumentos de temperatura por unidade de tempo.

As fontes de RF em estado sólido 2 estão localizadas na câmara 7, no presente caso definido pelo compartimento 3. O compartimento 3 pode ser semelhante a uma gaiola de Faraday para impedir que ondas eletromagnéticas saiam do compartimento.

Pelo menos a parede interna 4, mas, preferencialmente, todo o compartimento 3 pode ser feito de aço, por exemplo, aço inoxidável.

Dentro da câmara 7 e/ou dentro do compartimento 3, uma câmara de óleo para fritura 5, aqui um tubo de micro-ondas 5, é fornecida, que separa a câmara de óleo para fritura 5 da câmara 7, na qual estão localizadas as fontes de RF em estado sólido 2. O material do tubo é preferencialmente pelo menos parcialmente, mais preferencialmente completamente transparente para a energia de micro-ondas fornecida pelas fontes de RF em estado sólido 2 e mais preferencialmente não absorve a energia de micro-ondas e, portanto, não será aquecido pela energia de micro-ondas, mas, se for aquecido, será apenas pelo produto que foi previamente aquecido, sem acumulação de depósitos na parede interna do tubo.

Particularmente o tubo, particularmente sua parede interna 6, não estará a uma temperatura mais alta que a temperatura desejada do óleo para fritura, por exemplo, não mais quente que 180ºC.

Para converter efetivamente a energia de micro-ondas em aumento da temperatura do óleo para fritura a ser aquecido, o material do tubo 5 não é de metal, mas de certos materiais plásticos e/ou materiais de quartzo adequados, sendo mais preferencialmente de grau alimentício.

O óleo para fritura 8 está localizado dentro da câmara de óleo para fritura 5 e será aquecido preferencialmente por várias fontes de estado sólido 2 localizadas na câmara 7. Esta modalidade é, por exemplo, preferida no caso de agentes de limpeza usados para limpar a câmara de óleo para fritura 5 não poderem entrar em contato com as fontes de estado sólido 2. O tubo 5 também pode ser usado para direcionar o produto além das fontes de RF em estado sólido

2. Se necessário, a câmara 7, que circunda o tubo 5, pode ser resfriada para resfriar as fontes de RF.

[0035] A Figura 1c mostra outra modalidade da presente invenção. Pode ser feita referência à descrição de acordo com as Figuras 1a e b. No entanto, no presente caso, existem meios de proteção transparentes à micro- ondas 12 que protegem a antena 11 e o guia de ondas 10 contra o óleo para fritura 8. Os meios de proteção são preferencialmente feitos de um material transparente à micro-ondas, por exemplo, o material do tubo 5 como descrito acima.

Lista dos códigos de referência 1 aparelho de micro-ondas 2 fonte de energia de RF em estado sólido 3 compartimento 4 compartimento da parede interna 3 câmara de óleo para fritura, tubo de micro-ondas 6 tubo de micro-ondas da parede interna 5 7 câmara da fonte de estado sólido 8 óleo para fritura 9 câmara de óleo para fritura guiade ondas 1 antena 12 —meiosde proteção transparentes à micro-ondas

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho de processamento em que um produto é transportado de uma entrada de produto até uma saída de produto e é frito em um óleo para fritura, caracterizado pelo fato de que o óleo para fritura é bombeado por uma bomba através de uma câmara de micro-ondas (5) e é assim aquecido e em que a câmara de micro-ondas (5) compreende pelo menos uma, preferencialmente várias, fonte de radiofrequência em estado sólido (2).

2. Aparelho de processamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a câmara de micro-ondas (5) é pelo menos essencialmente transparente à micro-ondas.

3. Aparelho de processamento (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as fontes de radiofrequência em estado sólido (10, 11) são fornecidas em uma matriz de n colunas e m linhas, em que n é um número inteiro > 1 e m é um número inteiro 2 1.

4. Aparelho de processamento (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as fontes (2) são fornecidas preferencialmente equidistantemente em torno da circunferência de uma câmara de micro-ondas.

5. Aparelho de processamento (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que possui uma entrada e uma saída que são espaçadas entre si.

6. Aparelho de processamento (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a bomba transporta o óleo para fritura pela(s) fonte(s) de radiofrequência em estado sólido (2).

7. Aparelho de processamento (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende um sistema de controle para controlar as fontes de radiofrequência em estado sólido (2) e/ou a bomba.

8. Aparelho de processamento (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende um sensor que mede pelo menos uma propriedade do óleo para fritura e/ou uma propriedade da radiação refletida a partir do óleo para fritura, em que o sinal deste sensor é preferencialmente utilizado pelo sistema de controle.

9. Aparelho de processamento (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende um filtro para remover partículas do óleo para fritura.

10. Método de aquecimento de um óleo para fritura com ondas de radiofrequência, caracterizado pelo fato de que as ondas de radiofrequência são fornecidas com uma ou mais fontes de radiofrequência em estado sólido (6).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o óleo para fritura é transportado de uma entrada para uma saída de um aparelho de processamento, a entrada e a saída sendo espaçadas uma da outra.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o óleo para fritura é transportado de forma contínua e/ou intermitente.

13. Método, de acordo com uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que são fornecidos um ou mais sensores que medem uma ou mais propriedades do óleo para fritura e/ou a radiação refletida a partir do óleo para fritura.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o sinal dos sensores é utilizado para controlar a(s) fonte(s) de radiofrequência em estado sólido (6) e/ou uma bomba que transporta o óleo para fritura para além das fontes de radiofrequência em estado sólido (6).

15. Processo, de acordo com uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que o óleo para fritura é aquecido, desinfetado, pasteurizado e/ou esterilizado.

PA A.

Ai : Ls o o . SE” 8 s A A ” Ab