ES2247455T3 - Calentador de corrientes de producto. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para calentar corrientes de producto, con un canal conductor de producto (2) por el que fluye el producto y con un dispositivo para generar campos alternos eléctricos de alta frecuencia, que comprende electrodos (8, 9), conexiones de electrodos (10, 11, 32) y un generador de campos alternos (77), caracterizado porque los electrodos (8, 9) están dispuestos en el interior del canal conductor de producto (2).

Description

Calentador de corrientes de producto.

La invención se refiere a un dispositivo para calentar corrientes de producto, en particular corrientes de productos alimenticios que contienen fruta o trozos de fruta, con un canal conductor del producto por el que fluye el producto y con un dispositivo para generar campos alternos eléctricos, que comprende electrodos, conexiones de electrodos y un generador de campos alternos.

Los dispositivos de este tipo son conocidos en el estado de la técnica. Generalmente sirven para calentar productos, en particular productos alimenticios, de tal forma que puedan destruirse bacterias y resulte, por lo tanto, una mayor durabilidad del producto. Lo importante es que no se produzcan cambios esenciales en las características de calidad tales como color, sabor, consistencia y textura. Esto es especialmente importante cuando se trata de productos alimenticios que contienen fruta o trozos de fruta, puesto que la estructura de la fruta puede quedar fácilmente destruida por el calor. El reto está, por lo tanto, en desarrollar procedimientos y dispositivos con los que las propiedades deseadas del producto se mantengan lo mejor posible.

Un dispositivo para calentar y esterilizar corrientes de producto se conoce, por ejemplo, por el documento US 6 246 040 B1. En el dispositivo allí descrito, las corrientes de producto transportadas en tubos de vidrio o de teflón, se calientan de forma dieléctrica mediante fuertes campos alternos eléctricos. Aquí, los campos de radiofrecuencia se aplican a electrodos que están dispuestos en el exterior de los tubos. De esta forma, las moléculas polares o eléctricamente asimétricas en el producto que ha de calentarse se ponen en movimiento, porque tienden a orientarse en el campo eléctrico. De esta forma, el movimiento molecular genera calor. Este procedimiento de calentamiento se denominará en lo sucesivo el calentamiento por radiofrecuencia. Una instalación de este tipo permite un calentamiento rápido y homogéneo, también en mezclas de producto no homogéneas. No obstante, en estos sistemas se pierde una gran parte de la energía en las paredes de los tubos, por lo que la eficiencia del dispositivo es reducida. Además, existe el peligro del salto de chispas por la presencia de tensiones elevadas, que sólo pueden generarse con ayuda de una electrónica de potencia compleja. Por estas razones, la productividad de los dispositivos de este tipo es relativamente baja, por lo que los costes del procedimiento son correspondientemente elevados.

Por el documento US 5 834 746 se conoce un dispositivo y un procedimiento para el calentamiento de productos con ayuda de ondas electromagnéticas de alta frecuencia. En este caso, además de los electrodos dispuestos en el exterior de un tramo de tratamiento del producto, también se usa un electrodo en el interior del producto para calentar el producto más rápidamente.

En otro dispositivo conocido se usa el procedimiento del calentamiento óhmico. Aquí hay una corriente eléctrica que fluye por el medio que ha de calentarse. Para ello se usan fuentes de tensión de frecuencia baja (hasta 60 Hz). Los electrodos están directamente en contacto con el producto, por lo que las pérdidas de energía son bajas. No obstante, este procedimiento sólo puede aplicarse con éxito en corrientes de producto homogéneas. Puesto que los canales del producto deben ser relativamente estrechos (aprox. de 1 cm), este procedimiento sólo puede usarse con dificultades, por ejemplo, en fluidos enriquecidos con trozos de fruta, y los caudales conseguidos son bajos. Además, existe el peligro de la electrólisis con la formación de hidrógeno. Esto conduce a una vida útil relativamente corta de los electrodos, que en la mayoría de los casos están hechos de carbono.

Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de especificar un dispositivo y un procedimiento que permitan calentar o esterilizar de forma segura y cuidadosa corrientes de productos, también de productos no homogéneos, en particular, de fluidos que contienen fruta o trozos de fruta, con eficiencia, ahorro de energía y de forma económica con un gran caudal de producto.

Este objetivo se consigue mediante un dispositivo con las características de la reivindicación 1 y un procedimiento con las características de la reivindicación 23.

En el dispositivo según la invención, unos electrodos están dispuestos en el interior del canal conductor del producto, calentando y, dado el caso, esterilizando un campo eléctrico de alta frecuencia, generado entre los electrodos mediante un generador de campos alternos, el producto que se encuentra en el canal. Por campo eléctrico de alta frecuencia se entienden campos con frecuencias que son mayores que la frecuencia de la red y que se sitúan, en particular, en el orden de kHz-MHz. El campo alterno eléctrico permite un calentamiento que penetra profundamente en el producto, directo y uniforme, preferiblemente de materiales dieléctricos como, por ejemplo, moléculas de agua. De esta forma se calientan de una forma cuidadosa en particular también productos no homogéneos, como fluidos alimenticios enriquecidos con fruta o trozos de fruta. La solución según la invención impide una pérdida innecesaria de energía, puesto que no existe ningún material adicional, como por ejemplo un dieléctrico, entre el electrodo y el producto y permite de esta forma un uso eficiente, que ahorra energía y que es rentable. Además, en un dispositivo de este tipo el tiempo de reacción es corto, lo cual tiene un efecto positivo en el control de la temperatura.

Puesto que los electrodos tienen un contacto directo con el producto, además del calentamiento por radiofrecuencia también tiene lugar un calentamiento óhmico, puesto que puede fluir una corriente eléctrica por el producto. Esto aumenta adicionalmente la eficiencia del dispositivo.

Los electrodos están dispuestos preferiblemente en lados opuestos del canal conductor del producto, presentando el dispositivo al menos una pareja de electrodos. Los electrodos opuestos conducen a la formación de campos relativamente homogéneos, con líneas de campo fundamentalmente paralelas unas a otras, perpendiculares respecto a la corriente del producto.

En una realización ventajosa de la invención está previsto hacer los canales de un material dieléctrico inalterable por comestibles, puesto que éste permite también el aislamiento de los electrodos. No obstante, es también perfectamente posible usar para el canal otros materiales, en particular cerámica.

En una realización ventajosa del dispositivo, el canal conductor del producto puede tener una sección rectangular. De esta forma se permiten secciones grandes, lo cual garantiza un gran caudal del producto. Además, en canales grandes también es posible transportar líquidos no homogéneos como, por ejemplo, fluidos alimenticios enriquecidos con fruta o trozos de fruta, sin que se produzcan obstrucciones indeseadas. Las esquinas del canal están preferiblemente redondeadas, para impedir que allí se deposite producto, por lo que puede garantizarse durante más tiempo la limpieza del canal del producto y se simplifica la limpieza. Una forma de canal de este tipo también es adecuada para una limpieza interna del proceso (CIP).

Es recomendable que el canal conductor del producto esté formado por varias, en particular dos, piezas formadas de una construcción fundamentalmente idéntica. En el caso de una sección cuadrada, el canal puede estar formado, por ejemplo, por dos piezas formadas de canal fundamentalmente en forma de U. Estos elementos de construcción son fáciles de fabricar y permiten, además, una abertura del canal y acceso a los electrodos en caso de realizar trabajos de mantenimiento.

En una realización especialmente ventajosa, la sección del canal conductor del producto es de un tamaño del producto pueda transportarse cuidadosamente mediante presión de aire o una fuerza de bombeo reducida fluyendo por el dispositivo, en particular, de abajo hacia arriba. Gracias al transporte cuidadoso del producto en el canal conductor del producto se permite, en particular en el caso del transporte de productos que contienen fruta o trozos de fruta, una elevada calidad del producto en cuanto al aspecto y al gusto.

Los electrodos se hacen preferiblemente de acero inoxidable, aunque pueden usarse todos los materiales electroconductores compatibles con comestibles e inoxidables. El acero inoxidable garantiza una larga vida útil y, por lo tanto, intervalos largos de mantenimiento, además de ser relativamente económico por ser un material de uso corriente.

Los electrodos tienen preferiblemente una forma con una gran superficie y ovalada, que se calcula de tal forma que en el interior del canal se genere un campo eléctrico fundamentalmente homogéneo, que permita una transmisión de energía a la corriente de producto que corresponda a las distintas velocidades del producto existentes en el canal. En el borde del canal, donde las velocidades del producto son más lentas, se genera un campo eléctrico correspondientemente más bajo que en el centro, donde las velocidades del producto son máximas. Por lo tanto, gracias a la forma de los electrodos se garantiza que la transferencia de energía por elemento volumétrico del producto y por tiempo de permanencia en el dispositivo es fundamentalmente igual para cada elemento volumétrico del producto, calentándose la corriente de producto en todos los sitios de una forma homogénea. Esto conduce al mismo tiempo a un control del proceso más fácil. Por elemento volumétrico del producto se entiende aquí un pequeño volumen de producto que se encuentra en el dispositivo. La suma de todos los elementos volumétricos del producto corresponde a la corriente total del producto.

Otra realización preferible de la forma de electrodos prevé que los cantos de los electrodos estén redondeados en el lado no orientado hacia la pared del canal. Esto impide la formación de campos eléctricos localmente fuertes, que podrían conducir a un sobrecalentamiento del producto en esta zona.

Es especialmente ventajoso si los cantos de los electrodos presentan un engrosamiento en el lado orientado hacia la pared del canal, en particular en combinación con un canal de plástico o un canal de un material equivalente, existiendo al mismo tiempo en la pared del canal una escotadura que corresponde al engrosamiento. Esto permite un ajuste controlado del electrodo en la pared del canal. Aquí, el engrosamiento se coloca de forma repetible en la escotadura correspondiente. Esto impide que el producto pueda acumularse detrás del electrodo, en particular si se usa adhesivo silicónico inalterable por comestibles. Además, garantiza una posición exactamente definida del electrodo en el canal. De esta forma se consigue también que el campo eléctrico realmente formado en el canal corresponda fundamentalmente al campo previamente simulado.

Es ventajoso unir los electrodos mediante al menos un tornillo u otro medio de fijación que permita fuerza de tracción con las conexiones de electrodos dispuestas en el exterior del canal conductor del producto. La fuerza que se genera y que se establece entre un electrodo y una conexión de electrodo permite que el electrodo se apriete contra la pared del canal y se sujete allí garantizando, por otro lado, también que, en caso necesario, sea fácil de intercambiar.

El generador de campos alternos, que se necesita para aplicar las tensiones de campos alternos a los electrodos, genera preferiblemente tensiones alternas rectangulares. Para el dispositivo son adecuados intervalos de frecuencias de 100 kHz a 1000 kHz y de forma especialmente preferible de 200 kHz a 500 kHz. Las tensiones alternas rectangulares tienen la ventaja que se componen de una superposición de muchas frecuencias (descomposición de Fourier). El espectro de frecuencias va del orden de KHz hasta el orden de MHz. Gracias a la presencia del espectro de frecuencias pueden generarse oscilaciones de onda larga, que consiguen una penetración aún más homogénea y, por lo tanto, un calentamiento aún más homogéneo, especialmente en el caso de productos no homogéneos.

Además, el generador de campos alternos genera tensiones de hasta 1 kV, en particular tensiones de 500 V, con intensidades de corriente del orden de hasta 100 A, en particular en el intervalo de 50-60 A. La tensión relativamente baja acompañada de intensidades de corriente relativamente altas conlleva varias ventajas. Por un lado, se minimiza el riesgo del salto de chispas debido a la tensión baja. Esto es especialmente ventajoso cuando en el producto hay burbujas de gas. Por otro lado, las elevadas intensidades de corriente permiten la transmisión de grandes cantidades de energías, lo cual conduce a un calentamiento eficiente del producto. Además, gracias a ello puede elegirse una sección de canal suficientemente grande para garantizar un gran caudal del producto. Al mismo tiempo, se mantiene corta la longitud del dispositivo, lo cual permite que sea compacto y facilita la limpieza del dispositivo. Las propiedades eléctricas indicadas pueden conseguirse con componentes electrónicos de potencia estándar, lo cual permite que el dispositivo pueda realizarse de forma económica y que sea fácil de mantener.

La interfaz entre el generador de campos alternos y las conexiones de electrodos está concebido de tal forma que el generador de campos alternos pueda conectarse sin un cableado adicional. En una forma de realización especialmente sencilla y, por lo tanto, fácil de mantener, el generador de campos alternos se monta sin herramientas.

Preferiblemente pueden estar dispuestos elementos de refuerzo en el lado exterior del canal, como protección contra una deformación del material del canal dieléctrico. Debido a las presiones relativamente elevadas en el interior del canal del producto puede producirse eventualmente una deformación no deseada del canal, que puede influir negativamente en la forma de los campos eléctricos o que puede limitar la capacidad de funcionamiento del dispositivo debido a puntos no estancos. Los elementos de refuerzo, en particular, placas metálicas, por ejemplo de acero inoxidable, impiden una eventual deformación de este tipo y contribuyen, por lo tanto, a una larga vida útil del dispositivo.

En otra forma de realización según la invención, el canal conductor del producto está formado por varias unidades parciales dispuestas una tras otra de forma estanca en la dirección de flujo de la corriente del producto. Una unidad parcial comprende al menos una pareja de electrodos, las conexiones de electrodos correspondientes y un número de generadores de campos alternos que corresponde al número de parejas de electrodos, presentando cada uno de estos generadores su propio control. Por lo tanto, el dispositivo puede adaptarse individualmente según el producto y, por lo tanto, según la capacidad de calentamiento respectivamente necesaria. La concepción de la instalación de calentamiento en etapas, con unidades parciales colocadas una tras otra, ofrece, además, la posibilidad de un control y una regulación precisos de la temperatura.

Las unidades parciales se arriostran, además, de forma ventajosa entre sí mediante un medio adecuado como, por ejemplo, tornillos, pudiendo insertarse entre dos unidades parciales un medio para estanqueizar en una escotadura, respectivamente. Esta escotadura puede encontrarse en al menos uno de los puntos de intersección del dispositivo y puede envolver el canal conductor del producto. Como medio para estanqueizar puede usarse, por ejemplo, una junta tórica. En caso de que sean necesarios trabajos de mantenimiento, como el intercambio de electrodos, las distintas unidades parciales pueden desmontarse hasta tal punto que pueda accederse con la mano a los electrodos en el interior del canal.

Como alternativa, la estanqueización puede conseguirse también sin juntas adicionales, en particular mediante pegado, especialmente cuando se trata de canales de plástico. Los puntos de pegado pueden reforzarse si en uno de los puntos de intersección está prevista la escotadura anteriormente descrita y en el punto de intersección de la unidad parcial siguiente está realizada una elevación para estanqueizar, que corresponde a la forma de la escotadura. Gracias a esta medida se impiden fuerzas transversales no deseadas que actúen sobre los puntos de pegado.

En una forma de realización preferible, el dispositivo para el calentamiento de corrientes de producto puede comprender, además, un módulo de limpieza. La limpieza del canal conductor del producto es uno de los trabajos de mantenimiento que deben realizarse regularmente. Mediante una instalación de limpieza integrada de forma duradera, este paso de trabajo puede realizarse sin retardo, cuando se necesario o planificado. Una instalación de calentamiento o de esterilización puede constar, por lo tanto, de varias unidades parciales y unidades de limpieza. Es preferible una realización que comprende dos unidades parciales con 5 parejas de electrodos, respectivamente, estando dispuestos módulos de limpieza entre las unidades parciales y, al principio y al final de toda la unidad de calentamiento, respectivamente.

Es recomendable que el módulo de limpieza comprenda un canal conductor del producto, en particular de acero inoxidable, que tenga fundamentalmente la misma sección que el dispositivo y que presente en el interior del canal conductor del producto un cabezal pulverizador, que está conectado con una brida de empalme dispuesta en el exterior del módulo de limpieza y mediante el cual llega el medio de limpieza, en particular agua, al interior del canal conductor del producto. Por lo tanto, con ayuda de un módulo de limpieza de este tipo se puede limpiar a fondo el canal conductor del producto, por lo que contribuye a la calidad higiénica del producto que ha de calentarse.

En una forma de realización preferible respecto a la colocación en fila, los módulos de limpieza presentan al menos un orificio pasante, fundamentalmente paralelo a la dirección del canal. Con ayuda de una barra de tracción, cuyo diámetro corresponde fundamentalmente al del orificio, es posible colocar en fila, centrar y arriostrar entre sí varias unidades parciales.

En el procedimiento según la invención, el producto que se encuentra en el canal, que generalmente está en movimiento, se calienta y, dado el caso, se esteriliza mediante un campo eléctrico de alta frecuencia, que se genera mediante un generador de campos alternos entre dos electrodos. Los electrodos están dispuestos en el interior del canal conductor del producto. El campo alterno eléctrico permite un calentamiento que penetra profundamente en el producto, directo, homogéneo y cuidadoso, preferiblemente de materiales dieléctricos, en particular se mantiene fundamentalmente la estructura de componentes sólidos en el producto, en particular de fruta o trozos de fruta. El procedimiento según la invención impide pérdidas innecesarias de energía, puesto que no existe ningún material adicional entre el electrodo y el producto, por lo que es eficiente, ahorra energía y es rentable. Además, en este procedimiento el tiempo de reacción es extremadamente corto, lo cual influye positivamente en el control de la temperatura.

A continuación, se explicarán formas de realización del presente dispositivo según la invención, así como del procedimiento según la invención, con ayuda de las figuras adjuntas. Muestran:

la fig. 1, una vista en perspectiva de una primera forma de realización del dispositivo según la invención,

la fig. 2a, una representación detallada de un electrodo incorporado en la pared del canal en una vista en planta desde arriba,

la fig. 2b, una representación detallada de un electrodo incorporado en la pared del canal en una vista en corte transversal,

la fig. 3, una vista en perspectiva de una segunda forma de realización del dispositivo según la invención,

la fig. 4, una vista de conjunto en perspectiva de un calentador de corrientes de producto con varias unidades parciales colocadas una tras otra,

la fig. 5, un ejemplo de realización de una media carcasa que forma el canal con cinco electrodos,

la fig. 6, una vista en perspectiva de un módulo de limpieza, y

la fig. 7, una vista de conjunto en perspectiva de un calentador de corrientes de producto con varias unidades parciales colocadas una tras otra, así como con dos módulos de limpieza,

la fig. 8, una vista esquemática de una instalación de producción con un calentador de corrientes de producto.

La figura 1 muestra la estructura básica del dispositivo 1 según la invención en una representación en perspectiva. El canal conductor del producto 2 consta de dos piezas formadas 3 y 4 de construcción fundamentalmente idéntica. Las dos piezas formadas 3 y 4 tienen un contacto estanco y, generalmente, están pegadas una a otra. En la superficie límite 5 entre las piezas formadas 3 y 4 está realizada una combinación de ranura y lengüeta 6, en este ejemplo en el lado del canal de las piezas formadas. Gracias a esta combinación de ranura y lengüeta 6 se aumenta la resistencia del pegado. Se sobreentiende que el pegado sólo es una posibilidad de unir entre sí las dos piezas formadas del canal 3 y 4; éstas también podrían unirse mediante tornillos 16. Las piezas formadas del canal 3 y 4 se hacen de material dieléctrico inalterable por comestibles, como por ejemplo PTFE, polisulfona o PEEK.

En el interior del canal 2, en superficies laterales de pared 7 opuestas, están dispuestos dos electrodos 8 y 9 que presentan fundamentalmente la misma forma. Estos electrodos 8, 9 se hacen generalmente de acero inoxidable. Los electrodos 8, 9 están conectados con conexiones de electrodos 10 y 11 dispuestas en el exterior, generalmente de aluminio o latón, con conductividad eléctrica, por ejemplo mediante tornillos tensores 12. En este ejemplo, los tornillos tensores 12 sirven también para la fijación de los electrodos 8 y 9. Las conexiones de electrodos 10 y 11 se conectan con ayuda de puentes de conexión 13 (aquí se muestra sólo para la conexión de electrodo 11) con el generador de tensiones alternas rectangulares aquí no representado. Para impedir una deformación de las piezas formadas del canal 3 y 4, que puede producirse eventualmente por presiones relativamente elevadas, que son del orden de hasta aproximadamente 8 bar, en particular 6 bar, en el lado exterior de las piezas formadas del canal 3 y 4 están dispuestas placas de refuerzo 14 y 15. Éstas pueden fijarse mediante tornillos 16 o mediante pegado en las piezas formadas del canal 3 y 4. En el ejemplo de realización mostrado, en el que la forma del canal conductor del producto 2 es rectangular, la placa de refuerzo 14 ó 15 cubre al menos en parte el lado ancho y estrecho de la pieza formada del canal 3 ó 4, habiéndose dejado al descubierto en este ejemplo la superficie cubierta por la conexión de electrodo 10 u 11, de modo que no haya contacto entre la placa de refuerzo y la conexión del electrodo. Un material adecuado para el refuerzo de la carcasa es, por ejemplo, acero inoxidable.

El dispositivo arriba descrito forma una unidad parcial. Esta unidad parcial puede unirse con otras unidades parciales de construcción idéntica, para poder formar un canal de producto continuo, de una longitud a elegir libremente, según el caudal de producto deseado. Por esta razón, el dispositivo 1 presenta medios de unión y estanqueización para acoplar las unidades parciales de forma estanca entre sí. En el punto de intersección con la unidad parcial consecutiva 17, está prevista una escotadura 18 alrededor del canal conductor del producto 2, en la que puede insertarse un medio para estanqueizar. Para estanqueizar son adecuadas, por ejemplo, juntas tóricas, juntas planas o siliconas. La escotadura se sitúa en el ejemplo representado directamente en el canal conductor del producto 2, aunque en principio puede encontrarse en cualquier lugar en el punto de intersección con la unidad parcial consecutiva 17. A elección, la escotadura 18 puede restar realizada sólo en un lado de la unidad parcial o en los dos lados. Para centrar dos unidades parciales una respecto a otra, las piezas de canal presentan al menos un bulón 19 y 20 que sobresale hacia fuera, que está previsto en el punto de intersección con la unidad parcial consecutiva 17. Estos bulones 19 y 20 entran en escotaduras correspondientes (aquí no representadas) en la otra unidad parcial cuando dos unidades parciales se unen entre sí y centran, por lo tanto, las dos unidades parciales una respecto a la otra.

El número 21 se refiere a bulones alojados de forma giratoria, cuyo eje de giro está orientando fundamentalmente en paralelo a la interfaz 17. La fijación de los bulones 21 alojados de forma giratoria está conectada con las placas de refuerzo 14 y se encuentra cerca de la interfaz 17 con la unidad parcial consecutiva. En el lado opuesto, el segundo punto de intersección 22 con otra unidad parcial consecutiva, están previstas piezas antagónicas 23 para los bulones 21 alojados de forma giratoria. Al igual que los bulones 21 alojados de forma giratoria, éstas están fijadas en la placa de refuerzo 14 cerca del punto de intersección 22. En la placa de refuerzo 15 de la segunda pieza formada del canal 3 también están previstos bulones alojados de forma giratoria idénticos (aquí no representados) y piezas antagónicas, encontrándose en este ejemplo de realización en una interfaz 17 ó 22 el bulón alojado de forma giratoria en un lado y las piezas antagónicas en el otro lado, respectivamente. No obstante, la disposición exacta de los bulones y de las piezas antagónicas no es relevante para la invención. Los bulones 21 alojados de forma giratoria y las piezas antagónicas sirven para la fijación mutua de dos unidades parciales montadas una tras otra. El mecanismo se explicará más detalladamente en la descripción de la figura 4.

Las figuras 2a y 2b muestra una representación detallada de una realización según la invención de los electrodos. En la figura 2a se ve un corte a lo largo de la corriente del producto 25 y paralelo a los electrodos 8 y 9, mientras que la figura 2b representa un corte transversal respecto a la corriente de producto 25 a la altura de los tornillos tensores 12.

La figura 2a muestra una vista en planta desde arriba de la parte inferior del dispositivo 1. Como puede verse en la figura 2a, el electrodo 8 tiene una forma plana, estando redondeados los lados paralelamente al sentido de flujo de la corriente de producto 25 en dirección hacia las paredes del canal. Esto conduce a una forma ovalada. El radio de redondeado R1 corresponde aproximadamente a la mitad de la profundidad Y del electrodo.

En la figura 2b puede verse un redondeado 26 de los electrodos 8 y 9 en sus cantos. En el lado orientado hacia la pared del canal 7, los electrodos 8 y 9 presentan un engrosamiento 27, que corresponde en particular parcialmente a una forma redondeada con un radio R3, que corresponde aproximadamente al grosor z del electrodo. En la superficie cubierta por los electrodos 8 y 9, en la pared del canal 7 existe una escotadura en la pared del canal 7 en forma de los electrodos 8 y 9 en 28 y 29, estando insertados los electrodos 8 y 9 aproximadamente hasta la mitad de su grosor z en la pared del canal 7. No obstante, dado el caso, los electrodos 8 y 9 también podrían estar empotrados por completo en las piezas formadas 3 y 4 o podrían apoyarse en éstas. Los electrodos 8 y 9 están conectados con los tornillos tensores 12 con las conexiones de electrodos 10 y 11 correspondientes. Estos pueden establecer el contacto eléctrico y pueden fijar los electrodos 8 y 9 de forma estanca. Eventualmente pueden encontrarse también medios de estanqueización adicionales en la zona detrás de los electrodos 28 y 29 como, por ejemplo, juntas planas. Como alternativa, también es posible pegar los electrodos 8 y 9 en las piezas formadas 3 y 4 con ayuda de un adhesivo inalterable por comestibles como, por ejemplo, un adhesivo silicónico. La figura 2b muestra también las esquinas redondeadas 30 del canal. El radio de redondeado R4 es, por regla general, fundamentalmente menor que la mitad de la altura del canal H.

Para un producto alimenticio líquido enriquecido con fruta o trozos de fruta pueden aplicarse, por ejemplo, los siguientes tamaños de dispositivo (sin generador de campos alternos):

anchuras b de 100 mm a 600 mm, en particular de b = 350 mm, alturas h de 50 mm a 250 mm, en particular de h = 150 mm, y profundidades T de 50 mm a 450 mm, en particular de T = 250 mm, con un canal de una anchura h de 50 mm a 550 mm, en particular de b = 250 mm, una altura h de 30 mm a 230 mm, en particular de h = 95 mm y un radio de redondeado R4 de 0 mm a 115 mm, en particular de R4 = 10 mm. Los electrodos 8 y 9 tienen una anchura de 30 mm a 500 mm, en particular de x = 250 mm, una profundidad x de 20 mm a 450 mm, en particular de y = 135 mm y un grosor z de 5 mm a 25 mm, en particular de z = 10 mm. El radio de redondeado lateral R1 de los electrodos 8 y 9 es de aproximadamente 0 mm a 225 mm, en particular de 67,5 mm, el radio de redondeado de electrodos R2 es de aproximadamente 0 mm a 12,5 mm, en particular de R2 = 5 mm y el radio de engrosamiento R3 es de aproximadamente 0 a 25 mm, en particular de R3 = 10 mm.

La figura 3 muestra un ejemplo de realización 31 alternativo del dispositivo según la invención. La realización de construcción fundamentalmente idéntica se distingue en dos puntos del ejemplo de realización anteriormente descrito. En comparación con la conexión de electrodo 11 del primer ejemplo de realización, la superficie de contacto de la conexión de electrodo 32 en el segundo ejemplo de realización es menor. En la dirección del generador de campos alternos aquí no detalladamente representado, la conexión de electrodo 32 se prolonga fundamentalmente en forma de U y no se apoya en este punto en la pieza formada del canal 4. También en el lado opuesto al generador de campos alternos, la conexión de electrodo 32 está más corta en comparación con la conexión de electrodo 11 (ejemplo de realización 1). Puesto que la superficie de apoyo de la conexión de electrodo 32 en la pieza formada del canal es menor que en el primer ejemplo de realización, ahora la placa de refuerzo 33 puede realizarse con una superficie mayor y conduce a una resistencia mejorada del dispositivo 31 en comparación con el primer ejemplo de realización. Se entiende que la conexión de electrodo que pertenece al segundo electrodo 8 tiene una forma equivalente a la conexión de electrodo 32. Lo mismo es válido para la placa de refuerzo 34 de la segunda pieza formada del canal 3.

Además, el ejemplo de realización 2 se distingue por una forma de fijación y establecimiento de contacto modificada de los electrodos respecto a las piezas formadas del canal o las conexiones de electrodos, separándose la fijación de los electrodos del establecimiento de contacto. Los electrodos se fijan aquí con tornillos de fijación de electrodos 35 en las piezas formadas del canal 3 ó 4, sin estar en contacto con las conexiones de electrodo 32. El contacto eléctrico entre los electrodos y la conexión de electrodo 33 se establece con ayuda de medios de contacto como, por ejemplo, en este caso seis tornillos 36. Esta forma de realización conlleva la ventaja de que en el caso de conexiones de electrodos defectuosas, los electrodos pueden quedarse en su sitio o viceversa, por lo que los trabajos de reparación son más sencillos. Las medidas corresponden aproximadamente a las medidas del primer ejemplo de realización.

La figura 4 muestra una vista de conjunto en perspectiva de tres unidades parciales 1 colocadas una tras otra del primer ejemplo de realización. Las tres unidades parciales 1 colocadas una tras otra se complementan en los extremos 37 y 38 mediante trozos de tubo de empalme 39. En las interfaces 17 con las unidades parciales consecutivas, respectivamente o el trozo de tubo de empalme 39 puede verse como las unidades parciales pueden fijarse una en otra mediante la introducción de los bulones 21 alojados de forma giratoria en la pieza antagónica 23 correspondiente y como puede unirse también la primera unidad parcial o la unidad parcial final al trozo de tubo de empalme 39 correspondiente. En el ejemplo de realización mostrado se usan tres unidades parciales consecutivas, aunque según la aplicación del calentador de corrientes de producto, es posible colocar en fila un número de unidades parciales a elegir libremente.

La figura 5 muestra una alternativa a la colocación en fila de unidades parciales de construcción idéntica. Según el número de parejas de electrodos deseado, también puede adaptarse la longitud de una pieza formada de canal 40. En el ejemplo de realización mostrado, pueden disponerse, por ejemplo, cinco electrodos 41 a 45 en una pieza formada de canal 40. Las dimensiones de los electrodos 41 a 45 corresponden a las dimensiones de los electrodos 8 y 9 descritos en las figuras 2a y 2b. En el ejemplo de realización mostrado, los electrodos 41 a 45 tienen una distancia de aproximadamente 50 mm. Los múltiples agujeros 46 en la pared de la pieza formada de canal 40 se usan para la fijación de las dos piezas formadas de canal necesarias con ayuda de tornillos. Como alternativa, las paredes de canal pueden pegarse unas a otras.

La figura 6 muestra el uso de las piezas formadas en un calentador de corrientes de producto como se describe en la figura 5. En este ejemplo se usan piezas formadas 47 con tres electrodos (no representados). Respecto a la forma de las conexiones de electrodos 32 y la placa de refuerzo 33 se usó el segundo ejemplo de realización, como se muestra en la figura 3. El dispositivo se complementa con dos módulos de limpieza 48 y 49 dispuestos en los dos extremos, que se explicarán más detalladamente en la siguiente figura 7. A continuación de los módulos de limpieza 48, 49 están dispuestos los trozos de tubo de empalme 39. Los módulos de limpieza 48 y 49 se arriostran entre sí con ayuda de dos barras de tracción 50 y 51. Con ayuda de este dispositivo de barras de tracción, los tres elementos, los dos módulos de limpieza y la unidad parcial se unen entre sí de forma estanca y centrada.

La figura 7 muestra una representación detallada en perspectiva del módulo de limpieza 48. En la forma de realización mostrada, el módulo de limpieza consta de una sola pieza formada 52, existiendo naturalmente también aquí la posibilidad de componer el cuerpo del módulo de limpieza 48 de dos o más piezas formadas de construcción fundamentalmente idéntica. La pieza formada 52 define un canal 53, cuya forma corresponde fundamentalmente a la forma del canal conductor del producto 2 de las unidades parciales 1 ó 31. 53 se refiere a escotaduras de centraje, que sirven para alinear el módulo de limpieza 48 con una unidad parcial 1 ó 31 consecutiva, en la que se encuentran bulones de centraje 19 ó 20. En los lados de la pieza formada 52 están previstos orificios guía 55, por las que se hacen pasar las barras de tracción 50 ó 51. Con la brida de empalme 56 puede conectarse un tubo conductor de un medio de limpieza o un tubo flexible conductor de un medio de limpieza. A través de un canal (no representado) previsto en la pieza formada del módulo de limpieza 52, el medio de limpieza entra en el cabezal pulverizador 57 y se pulveriza a través de orificios previstos en el cabezal pulverizador en el interior del canal 53 o del canal conductor del producto 2. En el ejemplo de realización se muestra un cabezal pulverizador central, aunque es perfectamente imaginable realizar varios cabezales pulverizadores pequeños, en particular en el borde del canal 53.

Se ha mostrado que un calentador de corrientes de producto con dos veces cinco parejas de electrodos conectadas en serie es especialmente eficaz para un producto alimenticio enriquecido con fruta o trozos de fruta. En el extremo de la entrada del producto y en el extremo de la salida del producto se ha montado un módulo de limpieza, respectivamente, y un módulo de limpieza adicional está dispuesto en el centro del dispositivo, es decir, tras cinco parejas de electrodos consecutivos. Para el uso no es relevante si el dispositivo se usa en posición horizontal o vertical, siendo la superficie ocupada por la instalación menor cuando el dispositivo se usa en posición vertical.

Con ayuda de la instalación global de un calentador de corrientes de producto, representada a modo de esbozo en la figura 8, se describirá la realización del procedimiento según la invención usándose el dispositivo según la invención. En un depósito de reserva 60 se encuentra el producto alimenticio líquido enriquecido con fruta o trozos de fruta que ha de calentarse. Este se pone en movimiento en un canal 63 con ayuda de una bomba 61 después de la abertura de una válvula 62. Después de pasar por una pieza de empalme 64 curvada, el líquido entra en el calentador de corrientes de producto 65. Como se puede ver, el producto se alimenta en la parte inferior al calentador de corrientes de producto 65 y fluye posteriormente de forma fundamentalmente vertical hacia arriba por el calentador de corrientes de producto 65. El producto pasa por un total de 10 parejas de electrodos 67 a 76. Cada pareja de electrodos está conectada con un generador de tensiones alternas rectangulares 77 a 86. A los electrodos 67 a 76 se aplican típicamente tensiones alternas rectangulares de aproximadamente 500 V acompañadas de intensidades de corriente de aproximadamente 50 a 60 A y frecuencias de aproximadamente 200 a 500 KHz. De esta forma se generan en el canal conductor del producto fuertes campos alternos eléctricos que calientan la corriente de producto. Generalmente se consiguen en el ejemplo descrito velocidades de calentamiento de aproximadamente 80ºC/min y temperaturas máximas de aproximadamente 130ºC. Después del paso de calentamiento, la corriente de producto entra en el canal de salida 87 y puede seguir procesándose en un conjunto de aparatos (no mostrado) dispuesto a continuación.

La instalación puede desconectarse a intervalos regulares y el calentador de corrientes de producto 65 puede limpiarse con ayuda de los módulos de limpieza 88 a 90 previstos. Para el eventual mantenimiento de los electrodos, el calentador de corrientes de producto puede desmontarse de forma relativamente rápida gracias a las barras de tracción 91 y 92, apartándose los módulos de limpieza para permitir un acceso fácil a los electrodos.

Claims (25)

1. Dispositivo para calentar corrientes de producto, con un canal conductor de producto (2) por el que fluye el producto y con un dispositivo para generar campos alternos eléctricos de alta frecuencia, que comprende electrodos (8, 9), conexiones de electrodos (10, 11, 32) y un generador de campos alternos (77), caracterizado porque los electrodos (8, 9) están dispuestos en el interior del canal conductor de producto (2).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los electrodos (8, 9) están dispuestos en lados opuestos del canal conductor del producto (2), comprendiendo el dispositivo (1, 31) al menos una pareja de electrodos.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las piezas que forman el canal conductor del producto (2) están hechas de material dieléctrico inalterable por comestibles.

4. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el canal conductor del producto (2) tiene una sección rectangular, cuyas esquinas están redondeadas.

5. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el canal conductor del producto (2) consta de varias, en particular de dos, piezas formadas (3, 4) de construcción fundamentalmente idéntica.

6. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la sección del canal conductor del producto (2) tiene un tamaño tal que el producto se pone en movimiento mediante presión de aire o una fuerza de bombeo reducida con hasta 4 t/h, en particular 3 t/h, fluyendo por el dispositivo, en particular en la dirección de abajo hacia
arriba.

7. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los electrodos (8, 9) están hechos de material inoxidable, en particular de acero inoxidable.

8. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los electrodos (8, 9) son planos y tienen una forma ovalada.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque los electrodos (8, 9) están redondeados en sus cantos (26), en el lado no orientado hacia la pared del canal (7).

10. Dispositivo según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque los electrodos (8, 9) presentan un engrosamiento en sus cantos (27), en el lado orientado hacia la pared del canal (7), y porque en la pared del canal (7) del canal conductor del producto (2) se encuentra una escotadura (28, 29) que corresponde a la forma del electrodo.

11. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los electrodos (8, 9) se conectan mediante al menos un medio de fijación (12, 36), en particular al menos un tornillo (12), con las conexiones de electrodos (10, 11, 32) que se encuentran en el exterior del canal conductor del producto (2).

12. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el generador de campos alternos (77) es adecuado para la generación de tensiones alternas rectangulares en un intervalo de frecuencias de 100 kHz a 1000 kHz, en particular de 200 kHz a 500 kHz.

13. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el generador de campos alternos (77) es adecuado para generar tensiones de hasta 1 kV en los electrodos (8, 9) y para generar intensidades de corriente de hasta
100 A.

14. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el generador de campos alternos (77) comprende una interfaz que corresponde a la forma de las conexiones de electrodos (10, 11, 32) para la conexión inalámbrica.

15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque la interfaz del generador de campos alternos (77) está concebida de tal forma que las conexiones de electrodos (10, 11, 32) puedan conectarse sin herramientas.

16. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque en el lado exterior del canal están dispuestos elementos de refuerzo (14, 15, 33, 34) como protección contra una deformación.

17. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el canal conductor del producto (2) está formado por varias unidades parciales dispuestas de forma estanca una tras otra en la dirección de flujo de la corriente de producto.

18. Dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque la unidad parcial tiene al menos en una de las superficies (17) que cortan el canal conductor del producto (2) una escotadura (18) que envuelve el canal conductor del producto (2), en la que se inserta un medio para estanqueizar las interfaces (17) de dos dispositivos (1, 31) proporcionándose medios (21, 23) que unen los dispositivos de forma estanca entre sí.

19. Dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque la unidad parcial tiene en una de las superficies (17) que cortan el canal conductor del producto (2) una escotadura (18) que envuelve el canal conductor del producto (2) y en la otra superficie (22) que corta el canal (2) una elevación que corresponde a la forma de la escotadura, proporcionándose medios (21, 23) que unen los dispositivos de forma estanca entre sí.

20. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque el dispositivo comprende adicionalmente un módulo de limpieza (48, 88, 89, 90).

21. Dispositivo según la reivindicación 20, caracterizado porque el módulo de limpieza (48, 88, 89, 90) comprende un canal conductor del producto (53), en particular de acero inoxidable, que tiene fundamentalmente la misma sección que el dispositivo (1, 31) y que presenta en el interior del canal conductor del producto un cabezal pulverizador (57) que está conectado con una brida de empalme (56) dispuesta en el exterior del módulo de limpieza, entrando a través del cabezal pulverizador (57) un medio de limpieza, en particular agua, al interior del canal conductor del producto (2).

22. Dispositivo según la reivindicación 20, caracterizado porque el módulo de limpieza (48, 49, 88-90) comprende al menos otro orificio (55) continuo, que se extiende fundamentalmente en paralelo a la dirección del canal (2).

23. Procedimiento para el calentamiento de corrientes de producto, en el que el producto fluye por un canal conductor del producto (2) y se calienta mediante campos alternos eléctricos de alta frecuencia aplicados a electrodos (8, 9), caracterizado porque los electrodos (8, 9) están dispuestos en el interior del canal conductor del producto (2).

24. Procedimiento según la reivindicación 23, que se realiza para el calentamiento de corrientes de productos alimenticios que contienen fruta o trozos de fruta.

25. Uso del dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 22 para el calentamiento de corrientes de productos alimenticios que contienen fruta o trozos de fruta.