BR112020002857B1 - Congelador de alimentos, e, método para exaurir gás de congelamento - Google Patents
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Abstract
a presente invenção se refere a um congelador de alimentos, que inclui: um primeiro compartimento que tem uma primeira câmara disposta internamente para fornecer um gás de congelamento a um produto alimentício no interior da primeira câmara; um segundo compartimento que tem uma segunda câmara disposta internamente e em comunicação fluida com a primeira câmara para esvaziar o gás de congelamento da primeira câmara; uma abertura ajustável disposta em uma parede comum entre a primeira câmara e a segunda câmara para controlar um fluxo do gás de congelamento que se move da primeira câmara para a segunda câmara, sendo que a abertura ajustável está disposta para fornecer uma trajetória de fluxo para o fluxo do gás de congelamento até uma região da segunda câmara para exaustão a partir da dita segunda câmara até uma área externa ao primeiro compartimento e ao segundo compartimento; e uma cortina de pressão que compreende a exaustão e está disposta na segunda câmara para evitar que a atmosfera da área externa ao primeiro compartimento e ao segundo compartimento entre nos ditos compartimentos. um método relacionado para exaurir o gás de congelamento também é fornecido.
Description
[001] As presentes modalidades se referem a congeladores de alimentos em túnel que usam um gás de congelamento ou criogênico para resfriar ou congelar produtos alimentícios, e aparelhos ou componentes de tais congeladores para remover os gases de exaustão criogênicos do mesmo.
[002] Os congeladores de alimentos conhecidos que usam gás criogênico capturam os gases de exaustão em um pleno ou estrutura similar à medida que o gás sai do congelador. A captura dos gases desta forma resulta em desvantagens para o congelador e para a operação de exaustão.
[003] Os congeladores conhecidos são colocados em instalações ou fábricas que também são refrigeradas. Tais congeladores "puxam" de quatro (4) a seis (6) partes de ar ambiente da instalação do cliente para dentro da exaustão para manter uma temperatura de exaustão de (+) 32°F (+0°C) para reduzir ou mesmo eliminar o acúmulo de neve e gelo nos dutos de exaustão do congelador. Nessas instalações que são refrigeradas, puxar grandes volumes de ar para dentro do congelador ou congeladores faz com que a temperatura na sala da instalação suba, exigindo assim um resfriamento adicional na instalação para manter a temperatura refrigerada na mesma. Tal resfriamento corretivo ou compensatório do ar da instalação é caro e nem sempre é possível para certos proprietários da instalação.
[004] A remoção de grandes volumes de ar da instalação também cria pressões negativas em instalações de alimentos. As pressões negativas podem causar a introdução de bactérias nas instalações, o que irá gerar problemas de segurança alimentar e saneamento.
[005] Gases refrigerados como, por exemplo, os gases criogênicos ou ar frio congelado, que saem de um congelador em grandes quantidades, irão aumentar o risco de níveis de oxigênio reduzidos e insuficientes na instalação e também causar menor visibilidade.
[006] O ar adicional da instalação, que não está sob temperaturas criogênicas, introduzido com maior teor de umidade na exaustão, causa o acúmulo de neve e gelo nos dutos de exaustão e ventiladores, exigindo assim que o congelador seja desligado para retirar o condensado congelado indesejado.
[007] Até o presente momento também tem sido difícil, se não impossível, controlar o(s) fluxo(s) de ar no interior dos congeladores conhecidos, de modo que os fluxos de ar se movam em uma direção desejada para fins de eficiência de refrigeração/congelamento e economia em relação às substâncias congelantes ou criogênicas sendo usadas.
[008] É portanto fornecido aqui um congelador de alimentos, que compreende: um primeiro compartimento que tem uma primeira câmara disposta internamente para fornecer um gás de congelamento a um produto alimentício no interior da primeira câmara; um segundo compartimento que tem uma segunda câmara disposta internamente e em comunicação fluida com a primeira câmara para esvaziar o gás de congelamento da primeira câmara; uma abertura ajustável disposta em uma parede comum entre a primeira e a segunda câmaras para controlar um fluxo do gás de congelamento que se move da primeira câmara para a segunda câmara, sendo que a abertura ajustável está disposta para proporcionar uma trajetória de fluxo para o gás de congelamento até uma região da segunda câmara para exaustão a partir da dita segunda câmara até uma área externa ao primeiro e segundo compartimentos; e uma cortina de pressão de gás que compreende a exaustão e está disposta na segunda câmara para evitar que a atmosfera da área externa ao primeiro e ao segundo compartimentos entre nos ditos compartimentos.
[009] É também aqui fornecido um congelador de alimentos, que compreende: um primeiro compartimento que tem uma primeira câmara disposta internamente para fornecer um gás de congelamento a um produto alimentício no interior da primeira câmara; um segundo compartimento que tem uma segunda câmara disposta internamente e em comunicação fluida com a primeira câmara para esvaziar o gás de congelamento da primeira câmara; um defletor disposto entre a primeira e a segunda câmaras para interromper um fluxo do gás de congelamento da primeira câmara, sendo que o defletor está disposto para fornecer uma primeira abertura através da qual o fluxo é direcionado até uma região da segunda câmara para exaustão a partir da dita segunda câmara até uma área externa ao primeiro e ao segundo compartimentos; e uma cortina de pressão de gás que compreende a exaustão e está disposta na segunda câmara para evitar que a atmosfera da área externa ao primeiro e ao segundo compartimentos entre nos ditos compartimentos.
[0010] É adicionalmente fornecido na presente invenção um método para exaurir gás de congelamento a partir de uma câmara interna até uma câmara de exaustão de um congelador de alimentos, que compreende: dispor um defletor entre a câmara interna e a câmara de exaustão; interromper um fluxo do gás de congelamento sendo exaurido da câmara interna até a câmara de exaustão; fornecer uma primeira abertura com o defletor entre a câmara interna e a câmara de exaustão através da qual o fluxo é direcionado até uma região da câmara de exaustão; e estabelecer uma cortina de pressão de gás com o gás de congelamento na câmara de exaustão para evitar que a atmosfera externa à câmara interna e a câmara de exaustão entrem nas ditas câmaras.
[0011] Para uma compreensão mais completa da presente invenção, pode-se fazer referência à descrição a seguir de modalidades exemplificadoras consideradas em conjunto com as figuras em anexo, nas quais: A FIGURA 1 mostra uma vista lateral em planta esquemática em seção transversal de uma modalidade de um congelador de alimentos com exaustão interna da presente invenção; e A FIGURA 2 mostra uma vista esquemática em perspectiva superior parcialmente em seção transversal de uma outra modalidade de um congelador de alimentos com exaustão interna da presente invenção. Descrição detalhada da invenção
[0012] Antes de explicar as modalidades da invenção em detalhes, deve ser compreendido que a invenção não está limitada no seu pedido aos detalhes de construção e disposição de partes ilustradas nos desenhos em anexo, caso presentes, já que a invenção é apta a outras modalidades e pode ser praticada ou executada de várias maneiras. Além disso, deve ser entendido que a fraseologia ou terminologia empregada aqui tem finalidade descritiva, e não limitante.
[0013] Na descrição a seguir, termos como horizontal, vertical, ereto, acima, abaixo, debaixo e similares, devem ser usados somente com o propósito de fornecer clareza ao ilustrar a invenção e não devem ser considerados como palavras limitadoras. Os desenhos têm a finalidade de ilustrar a invenção e não se destinam a estar em escala.
[0014] Com referência à Figura 1, é mostrado de modo geral em 10 uma modalidade do congelador de alimentos com aparelho de exaustão interna que inclui um congelador 11, como por exemplo um congelador em túnel, montado para operação em um espaço 12 de uma instalação ou instalação de processamento ou congelamento de alimentos. O congelador pode ser usado para resfriar, congelar com crosta de gelo ou congelar qualquer quantidade de diferentes tipos de produtos alimentícios. O congelador pode ser um congelador em túnel, um congelador por impacto e, com certas modificações, um congelador em espiral ou congelador de imersão. Para fins de descrição e exemplos na presente invenção, mas não como um modo de limitação, as referências feitas na presente invenção devem ser em relação a um congelador de alimentos em túnel.
[0015] O congelador 10 inclui um compartimento 14 com uma câmara interna 16 em seu interior na qual um produto alimentício 18 é submetido a um gás de congelamento 20 fornecido por bocais de aspersão 22. Uma esteira transportadora 24 sustenta o produto alimentício 18 para trânsito através da câmara interna 16. A esteira transportadora pode ser contínua, e se move em uma direção mostrada pelas setas 26.
[0016] O congelador 10 inclui também um pleno de exaustão 28 que tem um espaço interno 30. Na Figura 1, o compartimento 14 e o pleno de exaustão 28 são mostrados em posição adjacente um ao outro; e podem ser fixados de modo liberável ou formados como uma unidade integral. O espaço interno 30 está em comunicação com uma pilha de exaustão 32 para emitir gases de exaustão do espaço interno e da câmara interna 16 para a atmosfera externa à instalação, conforme será descrito abaixo. O espaço aberto 28 inclui uma entrada 34 através da qual a esteira transportadora passa para dentro do espaço interno 30. A entrada pode ser dotada de uma cortina/cortinas de aço inoxidável ou plástico para evitar ou limitar que o ar do espaço 12 seja introduzido no espaço interno 30.
[0017] O compartimento 14 e o pleno de exaustão 28 compartilham uma parede lateral 36 que tem uma abertura 38 ou porta ajustável. Somente a título de exemplo, a abertura ajustável 38 é fornecida por uma folha de aço inoxidável de material construído como um mecanismo obturador ou de porta móvel. A título de exemplo adicional, a folha de material pode ter uma fenda de formato irregular em cada um de seus lados para ação conjunta com fechos mecânicos para posicionar a folha para propiciar a abertura 38. Abaixo da abertura ajustável 38 na parede lateral 36 é disposta outra entrada 40 para dentro da câmara interna 16. A entrada 40 pode também ser dotada de cortina/cortinas de aço inoxidável ou plástico para evitar o fluxo de gás de congelamento na câmara interna 16 para dentro do espaço interno 30 do pleno de exaustão 28.
[0018] Um soprador (não mostrado) pode ser posicionado acima e em comunicação com a pilha de exaustão 32 em um teto da fábrica para extrair ou remover o gás de congelamento da câmara interna 16. A remoção do gás de congelamento é conforme mostrado pelas setas 42 direcionadas através da abertura 38 para dentro do espaço interno 30 do pleno de exaustão 28, conforme mostrado pelas setas 44, e então para fora (ou exaurido) da pilha 32, conforme mostrado pela seta 46. A exaustão representada pela seta 46 é para a atmosfera externa à instalação ou fábrica na qual o congelador 10 está disposto. O gás de congelamento 20 pode ser uma substância criogênica selecionada do grupo que consiste em nitrogênio e dióxido de carbono.
[0019] A abertura ajustável 38 cria um diferencial de pressão onde o fluxo 42 entra no espaço interno 30, isto é, uma cortina de pressão 31 nesses locais e no espaço 30 para evitar, assim, que o ar quente ou a atmosfera no espaço da fábrica 12 seja puxado ou extraído para dentro do pleno de exaustão 28, o que aqueceria desnecessariamente os gases de exaustão e geraria acúmulo de gelo e neve sobre a esteira 24 e no pleno 28.
[0020] Com referência à Figura 2, é mostrado de modo geral em 110 outra modalidade do congelador de alimentos com aparelho de exaustão interna que inclui um congelador 111, como por exemplo um congelador em túnel, montado para operação em um espaço 112 de uma instalação ou fábrica de processamento ou congelamento de alimentos. O congelador 111 pode ser usado para resfriar, congelar com crosta de gelo ou congelar qualquer quantidade de diferentes tipos de produtos alimentícios. O congelador 111 pode ser um congelador em túnel, um congelador por impacto e, com certas modificações, um congelador em espiral ou congelador de imersão. Para fins de descrição e exemplos na presente invenção, mas não como um modo de limitação, as referências feitas na presente invenção devem ser em relação a um congelador de alimentos em túnel.
[0021] O congelador 110 inclui um compartimento 114 com uma câmara interna 116 em seu interior na qual um produto alimentício 118 é submetido a um gás de congelamento fornecido por bocais de aspersão, de modo similar ao mostrado na Figura 1. Uma esteira transportadora 124 sustenta o produto alimentício 118 para trânsito através da câmara interna 116. A esteira transportadora 124 pode ser contínua e se move em uma direção mostrada pelas setas 126.
[0022] O congelador 110 inclui também um pleno de exaustão 128 que tem um espaço interno 130. Na Figura 2, o compartimento 114 e o pleno de exaustão 128 são mostrados distanciados um do outro para melhor descrevê-los; e eles podem ser fixados de modo liberável ou formados como uma unidade integral, conforme será adicionalmente descrito abaixo. O espaço interno 130 está em comunicação com uma pilha de exaustão 132 para emitir gases de exaustão do espaço interno e da câmara interna 116 para a atmosfera externa à instalação, conforme será descrito abaixo. O espaço aberto 128 inclui uma entrada 134 através da qual a esteira transportadora 124 passa para dentro do espaço interno 130. A entrada 134 pode ser dotada de uma cortina/cortinas de plástico para evitar ou limitar que o ar do espaço 112 seja introduzido no espaço interno 130.
[0023] O compartimento 114 tem uma parede lateral correspondente 136a, enquanto o pleno de exaustão 128 tem uma parede lateral correspondente 136b. As paredes laterais 136a,136b ficam aninhadas uma contra a outra quando o compartimento 114 e o pleno de exaustão 128 são colocados em contato um com o outro para uma operação de congelamento. O compartimento 114 inclui, também, uma entrada 140 para a câmara interna 116. A entrada 140 pode também ser dotada de cortina/cortinas de aço inoxidável ou plástico para evitar o fluxo de gás de congelamento na câmara interna 116 no espaço interno 130 do pleno de exaustão 128.
[0024] Um ventilador 115 puxa o ar da instalação do espaço 112 para dentro da câmara interna 116, conforme mostrado pelas setas 142. O ar é submetido ao gás de congelamento dentro da câmara 116 para resfriar ou congelar o produto 118, após o que o gás resfriado sai da câmara 116 ao longo da esteira transportadora 124 em direção ao pleno de exaustão 128.
[0025] Um membro longitudinal 60 construído e chamado na presente invenção de placa defletora (o "defletor 60") está disposto entre o compartimento 114 e o pleno de exaustão 128 acima da esteira transportadora 124, de modo que a esteira transportadora com o produto alimentício 118 ali apoiado possa passar do espaço interno 130 do pleno de exaustão para dentro da câmara interna 116 do compartimento. O defletor 60 é sólido e construído a partir de, por exemplo, um plástico ou aço inoxidável, e inclui fechos mecânicos 62 para engate liberável com os fechos correspondentes (não mostrados) dispostos em uma abertura 64 para o espaço interno 130 do pleno 128. De fato, o defletor 60 pode ser construído de diferentes tamanhos e/ou pendurado em diferentes posições na abertura 64 para fornecer uma quantidade variável de folga para acesso à abertura 64.
[0026] Conforme mostrado na Figura 2, as setas 144 mostram o fluxo dos gases de exaustão ao longo da esteira transportadora 124 para resfriar ou congelar ainda mais o produto alimentício 118 antes que o fluxo de exaustão 144 seja interrompido pelo defletor 60 e desviado ou direcionado para cima ao longo do defletor antes de ser introduzido através da abertura 64 e para dentro do espaço interno 130 do pleno de exaustão 128. A exaustão é então removida do pleno 128 conforme mostrado pelas setas 146 através de uma pilha 132 até, por exemplo, o telhado da instalação, isto é, externo ao espaço da instalação 112. Assim como com a modalidade da Figura 1, o gás de congelamento pode ser uma substância criogênica selecionada do grupo que consiste em nitrogênio e dióxido de carbono.
[0027] O defletor 60 impede que o ventilador 115 puxe ar diretamente do espaço interno 130 ou da pilha 132, de modo que qualquer ar mais quente da exaustão não será submetido ao gás de congelamento e à atmosfera da câmara interna 116 onde o condensado congelado se acumularia.
[0028] O defletor 60 pode ser colocado em uma altura maior na abertura 64 para proporcionar uma trajetória de fluxo em labirinto para o fluxo de exaustão que está indo para o espaço interno 130. Nesse modo de construção e disposição do defletor 60, o fluxo 144 evita qualquer ar mais quente do espaço 112 que pode ser puxado para dentro da entrada 134 e, assim, evita incrustação do pleno de exaustão 128 com condensado congelado.
[0029] O fluxo 144 também cria um diferencial de pressão onde o fluxo prossegue para cima ao longo do defletor 60, isto é, uma cortina de pressão 131 em tal local e na abertura 64 para o espaço interno 130 evita, assim, que o ar mais quente ou atmosfera no espaço da fábrica 112 seja puxado ou extraído para dentro do pleno de exaustão 128, o que aqueceria desnecessariamente os gases de exaustão e causaria acúmulo de gelo e neve sobre a esteira 124 e no pleno 128.
[0030] Será entendido que as modalidades aqui descritas são meramente exemplificadoras, e que um versado na técnica pode fazer variações e modificações sem que se desvie do espírito e escopo da invenção. Todas essas variações e modificações se destinam a estar incluídas no escopo da invenção conforme é aqui descrito e apresentado em qualquer uma das reivindicações em anexo. Deve ser entendido que as modalidades descritas acima não são apenas alternativas, mas podem ser combinadas.
Claims (15)
1. Congelador de alimentos (10; 110) compreendendo: um primeiro compartimento (14; 114) que tem uma primeira câmara (16; 116) disposta internamente para fornecer um gás de congelamento (20) a um produto alimentício (18; 118) dentro da primeira câmara (16; 116); um segundo compartimento (28; 128) que tem uma segunda câmara (30; 130) disposta internamente e estando em comunicação fluida com a primeira câmara (16; 116) para exaurir o gás de congelamento (20) da primeira câmara (16; 116); uma abertura ajustável (38) disposta em uma parede comum (36; 136a, 136b) entre a primeira câmara (16; 116) e a segunda câmara (30; 130) para controlar um fluxo do gás de congelamento (20) que se move da primeira câmara (16; 116) para a segunda câmara (30; 130), a abertura ajustável (38) disposta para fornecer uma trajetória de fluxo para o fluxo do gás de congelamento (20) até uma região da segunda câmara (30; 130) para exaustão a partir da dita segunda câmara (30; 130) até uma área externa ao primeiro compartimento (14; 114) e o segundo compartimento (28; 128); caracterizado pelo fato de que o congelador de alimentos possui uma cortina de pressão (31; 131) compreendendo a exaustão e disposta na segunda câmara (30; 130) para evitar que a atmosfera da área externa ao primeiro compartimento (14; 114) e o segundo compartimento (28; 128) entre nos ditos compartimentos (14, 28; 114, 128).
2. Congelador de alimentos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a abertura ajustável (38) compreende um mecanismo do tipo obturador mecânico ou porta móvel para proporcionar a trajetória de fluxo entre a primeira câmara (16; 116) e a segunda câmara (30; 130).
3. Congelador de alimentos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a abertura ajustável (38) compreende um par de placas móveis que atuam em conjunto para proporcionar a trajetória de fluxo entre a primeira câmara (16; 116) e a segunda câmara (30; 130).
4. Congelador de alimentos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a abertura ajustável (38) compreende uma folha de material de aço inoxidável móvel em relação à parede (36; 136a, 136b) para proporcionar a trajetória de fluxo entre a primeira câmara (16; 116) e a segunda câmara (30; 130).
5. Congelador de alimentos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a abertura ajustável compreende um defletor (60) disposto entre a primeira câmara (16; 116) e a segunda câmara (30; 130) para interromper o fluxo do gás de congelamento da primeira câmara (16; 116), sendo que o defletor (60) está disposto para proporcionar uma primeira abertura através da qual o fluxo é direcionado para uma região da segunda câmara (30; 130) para proporcionar a exaustão da dita segunda câmara (30; 130) até uma área externa ao primeiro compartimento (14; 114) e o segundo compartimento (28; 128).
6. Congelador de alimentos de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a primeira abertura é dimensionada e conformada para acomodar o movimento do produto alimentício (18; 118) através da primeira abertura.
7. Congelador de alimentos de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o defletor (60) é móvel em relação à primeira câmara (16; 116) e à segunda câmara (30; 130) para mudar a localização da região à qual o fluxo do gás de congelamento (20) é direcionado.
8. Congelador de alimentos de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o defletor (60) compreende a parede comum e é um membro longitudinal dimensionado e conformado para estar disposto entre o primeiro compartimento (14; 114) e o segundo compartimento (28; 128).
9. Congelador de alimentos de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o membro longitudinal é construído a partir de um material selecionado do grupo que consiste em aço inoxidável, plástico e uma combinação de aço inoxidável e plástico.
10. Congelador de alimentos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o congelador de alimentos (10; 110) é um congelador selecionado do grupo que consiste em um congelador em túnel, um congelador de impacto, um congelador em espiral e um congelador de imersão.
11. Método para exaurir gás de congelamento (20) de uma câmara interna (16; 116) até uma câmara de exaustão (28; 128) de um congelador de alimentos (10; 110) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, o método compreendendo: dispor uma parede comum (36; 136a, 136b) entre a câmara interna (16; 116) e a câmara de exaustão (28; 128); interromper o fluxo de gás de congelamento (20) que está sendo exaurido da câmara interna (16; 116) até a câmara de exaustão (28; 128); fornecer uma primeira abertura na parede (36; 136a, 136b) entre a câmara interna (16; 116) e a câmara de exaustão (28; 128) através da qual o fluxo é direcionado até uma região da câmara de exaustão (28; 128); caracterizado pelo fato de que uma cortina de pressão (31; 131) é estabelecida com o gás de congelamento (20) na câmara de exaustão (28; 128) para evitar que a atmosfera externa à câmara interna (16; 116) e à câmara de exaustão (28; 128) entre nas ditas câmaras (16, 28; 116, 128).
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a parede comum (36; 136a, 136b) compreende um defletor (60), e o método adicionalmente compreende mover o defletor (60) em relação à câmara interna (16; 116) e câmara de exaustão (28; 128) para ajustar um local da primeira abertura.
13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o gás de congelamento (20) compreende uma substância criogênica.
14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a substância criogênica ser um gás selecionado do grupo que consiste em nitrogênio e dióxido de carbono.
15. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o congelador de alimentos (10; 110) é um congelador selecionado do grupo que consiste em um congelador em túnel, um congelador de impacto, um congelador em espiral e um congelador de imersão.
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