ES2262454B1 - Procedimiento para la obtencion de hielo liquido. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la obtención de hielo líquido. Esta invención facilita la obtención de hielo líquido utilizando la técnica de vacío mediante un proceso de vaporización de parte del agua de una solución acuosa formada por agua y una solución crioscópica. Supone un ahorro energético frente a las máquinas de rascado de hielo y trituración. El hielo líquido se está utilizando en la actualidad, para la conservación de alimentos frescos, mediante contacto directo como en el caso del pescado, o bien previamente envasado como en las hortalizas. También se le da una aplicación más industrial en su uso para refrigerar grandes edificios a través de sistemas de aire acondicionado.
Description
Procedimiento para la obtención de hielo
líquido.
La invención se encuadra en el sector técnico de
los procesos de enfriamiento mediante la utilización de hielo.
La producción de hielo líquido se realiza
actualmente partiendo de agua de mar o de agua dulce, a la que se
añaden sales, en una proporción de 2 al 20% en peso. También pueden
añadirse otros productos crioscópicos, en función de las
aplicaciones a las que el hielo vaya destinado: conservación de
alimentos o aplicaciones industriales, como el aire
acondicionado.
La solución acuosa se congela parcialmente,
mediante una máquina frigorífica, sobre la pared interna de un
cilindro de la que posteriormente se separa por rascado y se mezcla
con el agua, obteniendo una dispersión de hielo sólido en el
líquido con un contenido de partículas sólidas que varía entre unos
márgenes muy amplios (del 3,5% hasta el 70%). Esta mezcla presenta
la enorme ventaja de que es bombeable, pero a medida que aumenta la
concentración de hielo sólido en ella se incrementa su
viscosidad.
En los procedimientos que se usan para la
obtención de hielo líquido, se incluye una fase de trituración del
sólido, con el fin de reducir las partículas de tamaño y darle una
forma más redondeada.
Actualmente este es el único método, conocido,
de obtención de hielo líquido dentro del mercado industrial del
frío.
Esta invención facilita la obtención de hielo
líquido utilizando un proceso de vaporización de parte del agua de
la solución acuosa formada por agua y una solución crioscópica.
Primeramente se introduce en la cámara hermética
una disolución formada por agua y una sustancia crioscópica, que
puede ser desde una sal, como por ejemplo el cloruro magnésico o el
cloruro sódico, o bien un alcohol, en unas concentraciones que
variarán desde un 2% a un 20%, dependiendo de la temperatura que se
desee obtener.
Así, si se quiere alcanzar una temperatura de
aproximadamente - 2,1ºC, la concentración que debe usarse debe
estar entre el 2,5% y el 5%. Sabiendo que a una concentración menor
de disolución agua-sustancia crioscópica, para la
obtención de la misma proporción hielo-disolución
en el hielo líquido, el tiempo de funcionamiento de la bomba de
vacío es menor, ya que sólo se necesitará bajar de los 610 Pa,
presión a la cual el agua alcanza el punto triple a una temperatura
de 0,01ºC, y poco tiempo más de funcionamiento para alcanzar la
temperatura programada. Cuando las concentraciones son menores a
una misma temperatura fijada, la concentración de
hielo-disolución es mayor. Para temperaturas
superiores, en valor absoluto, la concentración ha de ser mayor, y
el tiempo de funcionamiento de la bomba de vacío y la máquina de
frío también lo ha de ser.
El único componente de la máquina de frío que
está dentro de la cámara hermética es el evaporador que condensará
el vapor de agua, extraído de la disolución
agua-sustancia crioscópica.
Una vez introducida la solución en la cámara y
estando ésta cerrada, se conectará la bomba de extractora, que
absorberá el aire del interior de la cámara bajando así la
presión.
La cámara hermética ha de ir reforzada en su
superficie con nervaduras de acero. Dichas nervaduras tendrán un
espesor y anchura mínimas de 1 cm y 5,5 cm respectivamente
colocándose equidistantes entre 20 y 30 cm. Estos refuerzos
servirán para soportar las diferencias de presión que se generarán
a lo largo del proceso.
Al bajar la presión el agua empezará a
evaporarse según se acerca al punto triple del agua. En este
momento se conectará la máquina frigorífica, cuyo evaporador está
dentro de la cámara y ayudara a evacuar el vapor de agua que se
genera.
Llegados a este punto se obtiene agua en los
tres estados: sólido, líquido y vapor. Los sólidos del agua están
en una suspensión junto con la solución de agua y sustancia
crioscópica, formando el denominado hielo líquido.
Una vez conseguido el hielo líquido se
desconectará la bomba de vacío y la máquina frigorífica,
permitiendo la entrada de aire en la cámara.
Un ejemplo práctico de cómo conseguir hielo
líquido a través del vacío, para la conservación de pescado: se
disuelven 140 gr. de cloruro magnésico en 4 litros de agua,
concentración de 3,5% en peso. Esta solución se introduce en una
cámara hermética. Cerrada ya la cámara se conecta la bomba de
vacío, que bajara la presión del interior por debajo de los 610 Pa,
presión a la cual se obtiene el punto triple del agua a 0,01ºC.
La máquina lleva un automatismo que hace que la
maquina frigorífica se conecte a llegar a estas presiones. Aunque
se puede hacer de manera manual una vez que se observa que el agua
empieza a evaporarse.
Si el automatismo está conectado, una vez que se
alcance la temperatura que buscamos en la solución, -2.1ºC -
-2.4ºC, previamente programada, se desconectará la bomba de vacío y
la máquina frigorífica, terminando así el ciclo y obteniendo hielo
líquido.
El hielo líquido se está utilizando en la
actualidad, para la conservación de alimentos frescos, mediante
contacto directo como en el caso del pescado, o bien previamente
envasado como en la hortalizas.
También se le da una aplicación más industrial
en su uso para refrigerar grandes edificios a través de sistemas de
aire acondicionado.
Claims (4)
1. Procedimiento para la obtención de hielo
líquido que comprende las siguientes etapas:
- a.
- se introduce en una cámara hermética una solución de agua con una sustancia crioscópica en concentraciones entre 2-20%,
- b.
- se activa la bomba de vacío que extrae el aire, provocándose así un descenso de la presión en el interior de la cámara que da lugar a la vaporización de parte del disolvente, que extrae el calor necesario del resto de la disolución que se enfría, prolongándose el enfriamiento hasta alcanzar el punto de congelación a partir del cual se empiezan a formar partículas de hielo que son agitadas por la salida del vapor y adquiriendo así forma redondeada, originando el hielo líquido,
- c.
- se activa la maquina de frío para extraer el vapor de agua, estando el evaporador de la máquina de frío dentro de la cámara hermética,
- d.
- se desconecta la bomba de vacío permitiendo la entrada de aire en la cámara para recuperar la presión ambiental.
2. Procedimiento para la obtención de hielo
líquido según la reivindicación 1 caracterizado porque la
sustancia crioscópica a utilizar será cloruro magnésico o cloruro
sódico, en concentraciones de 2,5% a 5%.
3. Procedimiento para la obtención de hielo
líquido según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado
porque la cámara hermética incorpora en su superficie exterior
nervaduras de acero para soportar las diferencias de presión.
4. Procedimiento para la obtención de hielo
líquido según las reivindicaciones 1 a 3 caracterizada
porque las nervaduras de la cámara hermética tienen un espesor de
al menos 1 cm, una anchura de al menos 5,5 cm, y una equidistancia
entre ellas de 20 a 30 cm.
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2006
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