ES2230245T3 - Cortadora centrifuga equipada con un dispositivo de enfriamiento, y proceso de enfriamiento de productos cortados. - Google Patents
Cortadora centrifuga equipada con un dispositivo de enfriamiento, y proceso de enfriamiento de productos cortados.Info
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Abstract
Cortadora centrífuga, específicamente para productos alimenticios, del tipo que comprende una turbina (32) de impulso de productos que son impulsados en rotación alrededor de un eje sensiblemente vertical (X-X), una cabeza de corte fija (50) sensiblemente cilíndrica dispuesta coaxialmente alrededor de la turbina (32), y un cárter (4) que rodea la turbina (32) y la cabeza de corte (50), el cárter (4) teniendo una abertura de alimentación de productos no cortados por su parte superior, y una abertura de salida (15) de productos cortados por su parte inferior, la cabeza de corte (50) dividiendo el espacio definido por el cárter (4) en un espacio de productos no cortados (52) y en un espacio de productos cortados (54), caracterizado porque la cortadora centrífuga (2) incluye además al menos un dispositivo de inyección (58, 59) de un líquido criogénico en el espacio de productos cortados (54), el sentido de inyección (D2) del dispositivo de inyección (59) estando dirigido sensiblemente de manerahorizontal y a contra-corriente con relación al sentido de rotación (R) de la turbina (32).
Description
Cortadora centrífuga equipada con un dispositivo
de enfriamiento, y proceso de enfriamiento de productos
cortados.
La invención concierne a una cortadora
centrífuga, específicamente para productos alimenticios, del tipo
que comprende una turbina de impulso de productos que son
impulsados en rotación alrededor de un eje sensiblemente vertical,
una cabeza de corte fija sensiblemente cilíndrica dispuesta
coaxialmente alrededor de la turbina, y un cárter que rodea la
turbina y la cabeza de corte, el cárter teniendo una abertura de
alimentación de productos no cortados por su parte superior, y una
abertura de salida de productos cortados por su parte inferior, la
cabeza de corte dividiendo el espacio definido por el cárter en un
espacio de productos no cortados y en un espacio de productos
cortados.
Se conoce en el estado de la técnica cortadoras
centrífugas para productos alimenticios. El documento
FR-2 541 869 ilustra una cortadora del tipo que se
utiliza en una aplicación de rallado de queso.
Una cortadora tal comprende generalmente una
turbina que está constituida por un disco de eje vertical, disco
sobre el cual se hacen protuberancias hacia arriba de las paredes
impulsoras que se extienden de manera radial hacia el interior a
partir de la circunferencia del disco. La turbina es impulsada en
rotación por un moto-reductor.
Una cortadora centrífuga comprende además una
cabeza de corte cilíndrica dispuesta coaxialmente alrededor de la
turbina. La cabeza de corte comprende hendiduras radiales que se
extienden sobre toda la altura de la turbina. Unas láminas son
montadas tangencialmente sobre las hendiduras y forman ligeramente
protuberancias hacia el interior.
La turbina y la cabeza están rodeadas por un
cárter que comprende una abertura de alimentación por su extremo
superior, y una abertura de salida por su extremo inferior.
Durante su funcionamiento, se alimenta la
cortadora con producto alimenticio. El producto alimenticio cae
sobre el disco, es impulsado de manera radial hacia el exterior por
la fuerza centrífuga, es presionado contra las láminas por las
paredes impulsoras, y la lámina corta el producto en trozos.
Los trozos caen entonces a través de la abertura
de salida, por ejemplo sobre un transportador.
Las cortadoras centrífugas presentan el
inconveniente de calentar fuertemente de manera local la periferia
del producto durante el corte. Este efecto crea inconvenientes
tales como el desarrollo de bacterias o la formación de grumos de
los trozos cortados.
A fin de minimizar este efecto, ya se ha
propuesto en el estado de la técnica depositar por ejemplo nieve
carbónica sobre los productos/los trozos delante/detrás de la
cortadora, o inyectar fluido criogénico por la parte alta de la
turbina. Sin embargo, esas medidas no han dado resultados
satisfactorios y presentan siempre los inconvenientes
siguientes:
- \bullet
- puede haber heterogeneidad en el enfriamiento, y en consecuencia, problemas de corte;
- \bullet
- cuando el fluido criogénico utilizado es CO_{2}, los grumos residuales de CO_{2} pueden dañar la cortadora o hacer que se inflen las bolsas en las cuales el producto es embalado;
- \bullet
- la ausencia de regulación puede ser la fuente de problemas técnicos.
Además, los enfriamientos mencionados
anteriormente no permiten tratar el calentamiento periférico al
nivel de la cortadora. Este fenómeno bastante mal dominado puede
ser un elemento determinante para la calidad final del producto y
la formación de grumos.
La invención tiene por fin mitigar los
inconvenientes precitados y proponer una cortadora centrífuga que
permite reducir eficazmente el efecto de calentamiento periférico
del producto.
A este efecto, la invención tiene por objeto una
cortadora centrífuga del tipo precitado, caracterizada porque la
cortadora centrífuga incluye además al menos un dispositivo de
inyección de un líquido criogénico en el espacio de los productos
cortados y porque el sentido de inyección del dispositivo de
inyección es dirigido sensiblemente de manera horizontal y a
contra-corriente con relación al sentido de
rotación de la turbina.
Según modos particulares de realización, la
invención puede incluir una o varias de las características
siguientes:
- el cárter tiene una sección transversal
sensiblemente circular, y la dirección de inyección del dispositivo
de inyección está orientada sensiblemente de manera tangencial con
relación a la sección circular;
- la cortadora incluye un segundo dispositivo de
inyección dispuesto sobre el lado del cárter opuesto al primer
dispositivo de inyección, y el sentido de inyección del segundo
dispositivo de inyección es a contra-corriente con
relación al sentido de rotación de la turbina;
- el punto de inyección del dispositivo de
inyección se encuentra por debajo del plano definido por la
superficie del extremo inferior de la cabeza de corte;
- el cárter incluye sensiblemente sobre toda su
superficie un aislamiento térmico;
- el aislamiento térmico comprende una doble
envoltura constituida por dos paredes de acero inoxidable y una
capa de espuma de materia plástica dispuesta entre las dos paredes
de la doble envoltura;
- la cortadora comprende además un dispositivo de
evacuación del gas criogénico formado durante la inyección, unido
al cárter;
- el dispositivo de evacuación está dispuesto en
el extremo superior del cárter;
- la cortadora incluye además un captador de
temperatura que mide una temperatura que representa la temperatura
en el interior del cárter, e incluye además un dispositivo de
accionamiento unido al captador de temperatura y al dispositivo de
inyección, el dispositivo de accionamiento piloteando el
dispositivo de inyección en función de la temperatura captada por
el captador de temperatura;
- el líquido criogénico es el CO_{2} líquido o
el nitrógeno líquido; y
- el dispositivo de inyección comprende una
válvula de detención que desemboca en una tobera de inyección que
está unida al cárter, la válvula estando unida además a una fuente
de líquido criogénico bajo presión y siendo accionada por un
accionador, específicamente electroneumático.
La invención tiene igualmente por objeto un
proceso de enfriamiento de productos cortados por una cortadora
centrífuga tal como la definida anteriormente, caracterizada según
la reivindicación 12 a continuación.
Según uno de los modos de realización de la
invención se evacua el gas criogénico, formado durante la
inyección, hacia la parte de arriba del cárter.
La invención será mejor comprendida con la ayuda
de la descripción que sigue, dada únicamente a título de ejemplo y
hecha en referencia a los diseños anexos, en los que:
\bullet la figura 1 es una vista de frente de
una portadora centrífuga según la invención;
\bullet la figura 2 es una vista en planta de
la cortadora de la figura 1, parcialmente cortada según la línea
II-II de la figura 1;
\bullet la figura 3 es una vista del detalle
III de la figura 1 en una escala más grande, y parcialmente en
corte.
En la figura 1, se ha representado una cortadora
centrífuga 2 según la invención.
La cortadora centrífuga 2 incluye un cárter 4 que
encierra un mecanismo de corte 6. Incluye además una caja 8 que
comprende un moto-reductor 10 al que está unido un
dispositivo de accionamiento y de alimentación de corriente 12.
El cárter 4 comprende una parte inferior 14 de
forma troncocónica de eje vertical X-X, que se
estrecha hacia abajo y que está fijada de manera amovible a la caja
8 del moto-reductor 10. La parte inferior 14 del
cárter está abierta hacia abajo en 15 a fin de permitir la salida
del producto cortado. Adicionalmente la cortadora 2 puede incluir
una tolva de salida 16 fijada por debajo de la abertura de salida
15, y que se estrecha hacia una estación de transportación 18
dispuesta por debajo. Una parte superior 20 del cárter está
dispuesta de manera separable en la parte inferior 14 y asociada a
un dispositivo de seguridad 21 conocido. La parte superior 20 del
cárter comprende un tubo de alimentación 22 de producto no cortado
provisto de una rejilla 24 de protección de mano clásica.
Como se puede ver en la figura 3, la pared 26 del
cárter 4 está constituida por una doble envoltura formada por dos
paredes 28 de chapa de acero inoxidable entre las cuales está
incorporada una capa térmicamente aislante 30 en espuma de materia
plástica.
El mecanismo de corte 6 comprende una turbina 32
que incluye un disco 34 de eje vertical que coincide con el eje
X-X del cárter 4. Paredes impulsoras 36 forman
protuberancia hacia arriba sobre la superficie superior del disco
34. Las mismas están dispuestas sobre la circunferencia del disco
34 y se extienden de manera radial hacia el interior. Los extremos
superiores de las paredes impulsoras 36 están unidos a un disco
anular 38 y son así fijadas las unas a las otras.
La cara inferior del disco 34 es solidaria con
una rueda dentada cónica 40 que coopera con un piñón 42 cónico de
salida del moto-reductor. El piñón cónico 42 está
unido al moto-reductor 10 por un árbol 44 que está
rodeado por un tubo protector 46 solidario con la caja 8. El
conjunto de la turbina 32 y de la rueda cónica 40 está montado para
la rotación vertical sobre una chumacera 48.
Una cabeza de corte cilíndrica 50 está dispuesta
coaxialmente alrededor de la turbina 32, separando el recinto del
cárter 4 en un espacio de productos no cortados 52 y en un espacio
de productos cortados 54. La cabeza de corte 50 incluye hendiduras
radiales que se extienden sensiblemente sobre toda la longitud de
la turbina. Láminas de corte 56 están montadas sobre la cabeza de
corte en las hendiduras, de manera clásica. La cabeza de corte 50
es mantenida por un soporte (no representado) fijado sobre el
cárter inferior 14.
La cortadora centrífuga 2 incluye además dos
dispositivos de inyección 58, 59 de un líquido criogénico en el
cárter inferior 14 (ver Fig. 3). Los dos dispositivos de inyección
58, 59 de líquido criogénico son conocidos por ejemplo de la
solicitud de patente europea
EP-A-744 578. Los mismos incluyen
cada uno esencialmente una válvula de obturación esférica 60 unida
por una conexión de desmontaje rápido 62 a una tobera de inyección
64. La válvula de obturación esférica 60 está unida en este ejemplo
a una fuente 66 de CO_{2} líquido bajo presión por un conducto 68
y piloteada por un accionador electro-neumático 70
unido al dispositivo de accionamiento por una línea de pilotaje 72,
73 respectiva. La tobera de inyección 64 está rodeada por una
camisa térmicamente aislante 74.
Debe ser notado que los dispositivos de inyección
58, 59 están dispuestos de manera que sus direcciones de inyección
D1, D2 estén dirigidas sensiblemente de manera tangencial con
relación a la circunferencia circular del cárter inferior 14.
Además, los sentidos de inyección Dl, D2 de los dos dispositivos de
inyección 58, 59 están dirigidos en el sentido opuesto al árbol de
impulso 44 del moto-reductor 10, para evitar la
aglomeración de la nieve carbónica y del producto cortado en el
tubo protector 46 del árbol de impulso.
El sentido de inyección del dispositivo de
inyección 59 está dirigido al encuentro del sentido de rotación R
de la turbina 32, mientras que aquel del dispositivo de inyección
58 está dirigido en el sentido de rotación.
Un dispositivo de evacuación de gas 80 está unido
al tubo de alimentación 22 del cárter superior.
Además, un captador de temperatura 82 está
dispuesto por el lado interior de la tolva suplementaria 16
inferior para detectar la temperatura de salida. El captador 82
está unido al dispositivo de accionamiento 12 por una línea del
captador 84.
En una variante, el captador de temperatura puede
estar localizado en otros emplazamientos, por ejemplo por arriba
de la turbina 32.
La cortadora centrífuga según la invención
funciona de la forma siguiente:
A partir de la puesta en servicio de la cortadora
2, el dispositivo de accionamiento 12 vigila, por medio del
captador 82, la temperatura reinante en la tolva o en el cárter 4
de la cortadora. Cuando la temperatura es superior a una
temperatura predeterminada, por ejemplo superior a -15°C, la
inyección del CO_{2} líquido es accionada por el dispositivo de
accionamiento 12. La inyección de CO_{2} es efectuada por ciclos
cortos de inyección/pausa. El CO_{2} es descompresionado, y se
transforma en nieve carbónica que es proyectada sobre la pared 26
del cárter 4. Gracias a la inyección tangencial, se forma entonces
una "niebla" de nieve y de gas carbónico en el interior del
cárter. Cuando se introduce producto alimenticio en la cortadora
centrífuga 2, el producto es cortado mediante la cabeza de corte
50, y cae a través de la niebla. Esta última cede inmediata y
uniformemente su congelación al producto cortado finamente disperso
en el espacio de los productos cortados 54 del cárter. El efecto de
recalentamiento periférico es de esta forma fuertemente disminuido
así como la formación de grumos residuales de nieve carbónica.
El hecho de que la inyección se haga a
contracorriente por al menos un dispositivo de inyección 59 ayuda a
la repartición de la nieve carbónica en el interior del cárter 4 y
mejora también la eficacia de los procesos de enfriamiento.
El producto alimenticio cortado y enfriado cae
entonces en la estación de transportación 18 y puede ser
condicionado con un riesgo de formación de grumos disminuido.
La formación de gas criogénico inerte envuelve el
cárter 4 y evita la aspiración por la abertura inferior 15 del
cárter del aire impulsado por la rotación de la turbina 32 y por el
dispositivo de evacuación 80. Esto evita el recalentamiento del
producto por el aire aspirado. Adicionalmente, el rechazo del gas
criogénico hacia el tubo de alimentación 22 aumenta los
intercambios térmicos y enfría el producto antes del corte por ese
lugar.
En fin, el gas carbónico es aspirado por el
dispositivo de aspiración 80 y rechazado hacia afuera del edificio
de fabricación para evitar todo peligro de asfixia del
personal.
En una variante, la cortadora centrífuga puede
también estar equipada con un solo dispositivo de inyección de
líquido criogénico 59. En ese caso, el dispositivo de inyección 59
está dispuesto de manera que la inyección se realice en el
encuentro de la rotación de la turbina 32 y del lado opuesto del
árbol de impulso 44.
En lugar de CO_{2} se puede también utilizar
nitrógeno líquido para el enfriamiento.
Debe ser notado que los dispositivos de inyección
pueden igualmente ser montados después del corte sobre cortadoras
centrífugas existentes y ya instaladas en una línea de
producción.
Se constata que los dispositivos de inyección son
más costosos, de más estorbo y no extienden la cadena de
fabricación.
La explotación de los dispositivos es segura y
confiable.
La cortadora según la invención puede ser
utilizada para producir los productos alimenticios siguientes:
manzanas con corte plano u ondulado, nueces, coles cortadas en
lonchas, zanahorias ralladas, patatas, quesos rallados duros y
blandos y mixtos de carne. Esta lista evidentemente no es
exhaustiva.
Claims (13)
1. Cortadora centrífuga, específicamente para
productos alimenticios, del tipo que comprende una turbina (32) de
impulso de productos que son impulsados en rotación alrededor de un
eje sensiblemente vertical (X-X), una cabeza de
corte fija (50) sensiblemente cilíndrica dispuesta coaxialmente
alrededor de la turbina (32), y un cárter (4) que rodea la turbina
(32) y la cabeza de corte (50), el cárter (4) teniendo una abertura
de alimentación de productos no cortados por su parte superior, y
una abertura de salida (15) de productos cortados por su parte
inferior, la cabeza de corte (50) dividiendo el espacio definido
por el cárter (4) en un espacio de productos no cortados (52) y en
un espacio de productos cortados (54), caracterizado porque
la cortadora centrífuga (2) incluye además al menos un dispositivo
de inyección (58, 59) de un líquido criogénico en el espacio de
productos cortados (54), el sentido de inyección (D2) del
dispositivo de inyección (59) estando dirigido sensiblemente de
manera horizontal y a contra-corriente con relación
al sentido de rotación (R) de la turbina (32).
2. Cortadora según la reivindicación 1,
caracterizado porque el cárter (4) tiene una sección
transversal sensiblemente circular, y porque la dirección de
inyección del dispositivo de inyección (58, 59) está orientada
sensiblemente de manera tangencial con relación a la sección
circular.
3. Cortadora según las reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque incluye un segundo dispositivo de
inyección dispuesto en el lado del cárter (4) opuesto al primer
dispositivo de inyección (59), y porque el sentido de inyección
(D1) del segundo dispositivo de inyección (58) es a
contra-corriente con relación al sentido de
rotación (R) de la turbina (32).
4. Cortadora según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el punto
de inyección del dispositivo de inyección (58, 59) se encuentra por
debajo del plano definido por la superficie del extremo inferior de
la cabeza de corte (50).
5. Cortadora según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el cárter
(4) incluye sensiblemente en toda su superficie un aislamiento
térmico (28, 30).
6. Cortadora según la reivindicación 5,
caracterizado porque el aislamiento térmico comprende una
doble envoltura constituida por dos paredes de acero inoxidable
(28) y una capa de espuma de materia plástica (30) dispuesta entre
las dos paredes (28) de la doble envoltura.
7. Cortadora según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende
además un dispositivo de evacuación (80) del gas criogénico formado
durante la inyección, unido al cárter (4).
8. Cortadora según la reivindicación 7,
caracterizada porque el dispositivo de evacuación (80) está
dispuesto en el extremo superior (22) del cárter.
9. Cortadora según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende
además un captador de temperatura (82) que mide una temperatura que
representa la temperatura en el interior del cárter (4), y porque
comprende además un dispositivo de accionamiento (12) unido al
captador de temperatura (82) y al dispositivo de inyección (58,
59), el dispositivo de accionamiento (12) piloteando el dispositivo
de inyección (58, 59) en función de la temperatura captada por el
captador de temperatura (82).
10. Cortadora según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
líquido criogénico es CO_{2} líquido o nitrógeno líquido.
11. Cortadora según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
dispositivo de inyección comprende una válvula de detención (60)
que desemboca en una tobera de inyección (64) que está unida al
cárter (4), la válvula estando unida además a una fuente de líquido
criogénico bajo presión (66) y siendo accionada por un accionador,
específicamente electro-neumático (70).
12. Proceso de enfriamiento de productos
alimenticios finamente recortados por una cortadora centrífuga
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque se inyecta líquido criogénico en el espacio de los productos
cortados (54) del cárter (4) de la cortadora centrífuga (2), al
menos una parte del líquido criogénico siendo inyectado a
contra-corriente del sentido de rotación (R) de la
turbina (32) de la cortadora centrífuga (2).
13. Proceso según la reivindicación 12,
caracterizado porque se evacua el gas criogénico, formado
durante la inyección, hacia la parte de arriba del cárter (4).
Applications Claiming Priority (2)
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| FR0005644A FR2808468B1 (fr) | 2000-05-03 | 2000-05-03 | Coupeuse centrifuge equipee d'un dispositif de refroidissement, et procede de refroidissement correspondant |
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