ES2267438T3 - Dispositivo de cocion para calentar liquidos. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de cocción para calentar un líquido, que comprende medios quemadores (3) para realizar una combustión después de una purga previa para calentar un líquido de cocción en una cuba (2), y unos medios de control de la combustión (18) para repetir la combustión y su detención en los medios quemadores (3) para mantener la temperatura del líquido de cocción a un nivel predeterminado, donde el dispositivo está dispuesto y adaptado para hacer variar el periodo de purga previa en función de la disminución de la temperatura del líquido de cocción.

Description

Dispositivo de cocción para calentar líquidos.

Antecedentes de la invención Campo técnico relacionado con la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo de cocción para calentar líquidos (tal como una freidora o un hervidor de pasta) equipado con un quemador como fuente de calor para un uso principalmente industrial.

Técnica anterior

Las freidoras y hervidores de pasta industriales han sido usados para cocinar alimentos (productos fritos o hervidos), cada uno con un quemador como fuente de calor. El quemador está previsto para el calentamiento de un líquido que debe ser calentado en una cuba o recipiente de fritura usando el calor provisto por una cámara de combustión o un intercambiador térmico a través de un canal de escape. Antes de encender o reencender el quemador, se requiere un proceso de purga previa para el escape desde la cámara de combustión y del canal escape. Por ejemplo, cuando una freidora está equipada con un quemador por impulsión que repite un ciclo de combustión de una mezcla de gas y de aire en su cámara de combustión y se alarga su periodo no operativo antes del encendido, se puede acumular una pequeña cantidad del gas fugado de una válvula electromagnética provista para la alimentación del gas. Puesto que el sistema de escape tiene dimensiones considerablemente grandes, es necesario evitar cualquier combustión accidental del gas acumulado. Para este propósito se realiza un proceso de purga previa de forma habitual durante aproximadamente 80 segundos. Cuando el periodo no operativo desde la detención hasta el reinicio es relativamente corto, el proceso de purga previa puede ser tan rápido como esencialmente de 5 segundos.

No obstante, antes de limpiar el aceite en el recipiente de fritura de la freidora por filtración, el interruptor principal debe ser apagado para evitar el quemado sin aceite. Después de la filtración, el interruptor es encendido para reiniciar la operación. Esto es seguido de una purga previa de 80 segundos incluso cuando la duración de la filtración es corta y retrasando por consiguiente la operación. El solicitante de la presente invención presentó una invención de un sistema que incluye un conmutador de interrupción de la combustión para detener temporalmente la combustión en el quemador por impulsión con el interruptor principal apagado para reducir el proceso de purga previa después de la filtración y permitir el inicio rápido de la operación, tal como se describe en el modelo de utilidad japonés Nº. 2581722.

El documento JP-A-10-149 872 expone un horno alimentado con gas dónde el periodo de purga es controlado en función del tiempo transcurrido puesto que el cierre de una válvula cierra la alimentación de gas del quemador.

Problemas que la invención debe resolver

La instalación de tal conmutador de interrupción de la combustión aumenta el coste de producción total y el propio conmutador de interrupción de la combustión instalado presenta un uso problemático. Además, si la operación de encendido/apagado del conmutador de interrupción de la combustión no se realiza de manera adecuada, la combustión puede empezar de forma accidental durante la filtración o puede no comenzar después de la filtración.

Con el conmutador de interrupción de la combustión, cuando el suministro de energía para la freidora es interrumpido por ejemplo por un corte de energía, incluso cuando la duración del corte es corta, la purga previa para el periodo largo se realizará después de recuperar el suministro de energía, perjudicando así la utilidad de la freidora.

Tal y como se define en las reivindicaciones independientes 1, 3, la presente invención está dirigida a un dispositivo de cocción para el calentamiento de líquidos y a un método de control del dispositivo de cocción para el calentamiento de líquidos que puede seleccionar una duración deseada de purga previa sin el uso del conmutador de interrupción de la de combustión, reduciendo así el coste de producción y mejorando la operabilidad.

Medios para resolver los problemas

Para conseguir el objeto de la presente invención, tal y como está definido en las reivindicaciones independientes 1, 3, el periodo de purga previa varía en función del descenso de la temperatura de un líquido de cocción. Otros desarrollos están cubiertos las por reivindicaciones secundarias.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una vista esquemática de una freidora;

la Fig. 2 es un organigrama que muestra un procedimiento de control de la combustión en la freidora según la forma de realización 1;

la Fig. 3 es un diagrama gráfico que muestra la relación entre el tiempo de postcombustión y el periodo de purga previa;

la Fig. 4 es un organigrama que muestra un procedimiento en una modificación de la forma de realización 1;

La Fig. 5 es un organigrama que muestra un procedimiento de control de la combustión en la freidora según la forma de realización 2;

La Fig. 6 es un diagrama gráfico que muestra la relación entre el descenso de temperatura del aceite y el periodo de purga previa; y

La Fig. 7 es un organigrama que muestra un procedimiento en una modificación de la forma de realización 2.

Mejores modos de realización de la invención

La presente invención se describirá según la forma de realización 1 y la forma de realización 2 en referencia a los dibujos correspondientes.

Forma de realización 1

Dicha forma de realización no forma parte del objetivo de las reivindicaciones.

La Fig. 1 es una vista explicativa global de una freidora industrial 1 (llamada de ahora en adelante freidora) representando el dispositivo de cocción para calentar líquidos. La freidora 1 comprende un recipiente de fritura 2 que es llenado con un aceite de cocina (llamado de ahora en adelante aceite) utilizado como material líquido para freír alimentos congelados, un quemador por impulsión 3 provisto como quemador de combustión para la repetición de la combustión (combustión por impulsión) para calentar el aceite en el recipiente de fritura 2, un controlador 18 para controlar principalmente la combustión en el quemador por impulsión 3, y un depurador de aceite 22 para filtrar el aceite en el recipiente de fritura 2.

El quemador por impulsión 3 incluye una cámara de combustión 4 colocada en el interior del recipiente de fritura 2 y una cámara de mezcla 5 en comunicación con la cámara de combustión 4 en el exterior del recipiente de fritura 2. La cámara de mezcla 5 tiene una abertura 6 conectada con un conducto de gas 10 equipado, desde arriba, con una válvula electromagnética de la fuente de alimentación 7, una válvula electromagnética principal 8, y un regulador de presión del gas 9 para la alimentación de un gas combustible. La cámara de mezcla 5 está conectada también a un conducto de alimentación de aire 12 equipado con un ventilador 11 para la alimentación de aire para la combustión. Se han provisto una bujía de encendido 13 situada en la cámara de combustión 4 y una varilla de llamas 14 para la detección de las llamas.

La cámara de combustión 4 está conectada a un tubo de escape 15 situado en el recipiente de fritura 2. El tubo de escape 15 está conectado por un desacoplador 16 en el recipiente de fritura 2 a un conducto de escape 17 que se extiende hacia el exterior de la freidora para la extracción.

El controlador 18 controla, cuando un interruptor principal 19 es encendido, las acciones de abertura y de cierre de la válvula electromagnética de la fuente de alimentación y de la válvula electromagnética principal 8, la acción de un encendedor 21 para la generación de una chispa en la bujía de encendido 13, y la acción de transmisión del ventilador 11 en respuesta a una señal de un sensor térmico 20 para una conmutación entre la combustión y la detención del quemador por impulsión 3 para mantener la temperatura del aceite en un margen deseado, tal y como se describirá más tarde de manera más detallada.

El depurador de aceite 22 comprende un depósito de aceite 24 situado debajo de un conducto de drenaje del aceite 23 conectado al fondo del recipiente de fritura 2, un filtro de aceite 25 montado en forma de tela metálica plana a través del depósito de aceite 24 dispuesto ligeramente por encima del fondo, una bomba de aceite 26 para bombear el aceite que pasa a través del filtro de aceite 25 y devolverlo al recipiente de fritura 2, y un conducto de aceite 27 para formar un circuito de circulación. Cuando un interruptor de filtración 28 es encendido, se abre una válvula de drenaje del aceite 29 montada a lo largo del conducto de drenaje del aceite 23 para transportar el aceite hacia el depósito de aceite 24. Cuando la bomba de aceite 26 es activada para la filtración, el aceite pasa a través del filtro de aceite 25 y vuelve al recipiente de fritura 2.

A continuación se explica un procedimiento para poner en marcha la freidora 1 en referencia al organigrama de la Fig. 2. Cuando el interruptor principal 19 es encendido, éste es examinado en la etapa S1 a partir de una medición del sensor térmico 20 para saber si la temperatura del aceite en el recipiente de fritura 2 es inferior a un primer nivel de ajuste (por ejemplo, de 180ºC). Cuando la temperatura del aceite es inferior a ese nivel, se examina posteriormente en la etapa S2 si el tiempo después de la detención previa de la combustión (denominado de ahora en adelante como tiempo de postcombustión) es de 10 minutos o no. En el proceso de filtración, mientras que el interruptor principal 19 está apagado para evitar la combustión sin el aceite, se calcula el tiempo de postcombustión. Cuando se considera en la S2 que el tiempo de la postcombustión excede 10 minutos, se realiza la purga previa durante 80 segundos como primera purga previa en S3. Si no excede 10 minutos, la purga previa se realiza en S4 durante 5 segundos como segunda purga previa. La purga previa es una acción de activación del ventilador 11 que debe suministrar el aire y por lo tanto emitir el gas restante desde el sistema de emisión de combustión procedente de la cámara de mezcla 4, la cámara de combustión 4, el tubo de escape 15 como paso del gas de escape de la cámara de combustión 4, el desacoplador 16 en la parte de abajo del tubo de escape 15, y el conducto de escape 17. Durante la purga previa no se inicia la acción del quemador por impulsión 3. Se debe tener en cuenta que la purga previa continúa durante 80 segundos cuando el tiempo de postcombustión excede 10 minutos ya que la fuga de gas de calentamiento de la válvula electromagnética de la fuente de alimentación 7 y de la válvula electromagnética principal 8 puede aumentar durante 10 minutos incluso cuando la cantidad de la fuga es muy débil; puesto que el sistema de extracción posee un gran volumen, se debe tomar precauciones para evitar una combustión accidental. Si el tiempo de postcombustión es de 10 minutos o menos, la fuga es suficientemente débil para ser eliminada por la purga previa de 5 segundos.

Después de que la purga previa correspondiente al tiempo de la postcombustión haya sido completada, el quemador por impulsión 3 comienza su acción para efectuar una combustión en S5. En primer lugar, el gas de calentamiento es introducido a través de la válvula electromagnética de la fuente de alimentación 7 y la válvula electromagnética principal 8 estando las dos abiertas, ajustado a una presión deseada por el regulador de presión del gas 9, y conducido a través del conducto de gas 10 hacia la cámara de mezcla 5. En la cámara de mezcla 5, el gas de calentamiento es mezclado con aire provisto a través del conducto de alimentación de aire 12 por el ventilador 11 y un gas de mezcla resultante es transferido al interior de la cámara de combustión 4. En la cámara de combustión 4, el gas de mezcla es encendido por una chispa de la bujía de encendido 13 producida por el encendedor 21. Cuando la combustión del gas de mezcla se inicia y es detectada por la varilla de llamas 14, la operación puede continuar. De este modo el aceite en el recipiente de fritura 2 es calentado por las paredes de la cámara de combustión 4 y el tubo de escape 15 y cuando se considera en S6 que la temperatura del aceite detectada en el recipiente de fritura 2 con el sensor térmico 20 alcanza un segundo nivel del ajuste (por ejemplo, 182ºC), la combustión del quemador de impulso 3 es detenida en S7.

Cuando otro periodo temporal ha transcurrido y se considera en S1 que la temperatura del aceite disminuye hasta situarse por debajo del primer nivel de ajuste, se realiza la purga previa durante un periodo seleccionado correspondiente al tiempo de la postcombustión examinado en S2. Puesto que las acciones de S3 a S7 para el control (acciones de encendido y apagado) de la combustión se repiten, la temperatura del aceite en el recipiente de fritura 2 puede ser mantenida en un margen de 180ºC a 182ºC.

A pesar de las acciones de encendido y apagado del interruptor principal 19, la purga previa se realiza en función del tiempo de la postcombustión anterior. El periodo de purga previa después de la filtración puede por lo tanto ser determinado a partir del tiempo de filtración o del tiempo de postcombustión. Comúnmente, la filtración se completa en cinco minutos y por lo tanto es seguida por la purga previa de 5 segundos; la filtración no supone ningún retraso para el cocinado provocado durante los 80 segundos de la purga previa, permitiendo así que el sistema vuelva rápidamente a la operación continua y mejore su utilidad. Tampoco es necesario utilizar el conmutador de interrupción de la combustión para la detención temporal de la combustión manteniendo activado el interruptor principal 19. De este modo se consigue reducir los costes de producción del sistema y mejorarlo con respecto a la operabilidad sin manipulación adicional.

Aunque la purga previa en la forma de realización citada anteriormente es realizada de manera selectiva en función al tiempo de la postcombustión de duración determinada, su periodo puede ser seleccionado a partir de un mayor número de ajustes correspondiendo al tiempo de la postcombustión. Por ejemplo, se considera que el periodo de purga previa es de 5 segundos cuando el tiempo de la postcombustión es de 10 minutos o menos, de 80 segundos cuando es de una hora o más, y entre los dos espacios de tiempo, el periodo es determinado por una expresión numérica que aumenta linealmente a medida que el tiempo de postcombustión aumenta, como se muestra en la Fig. 3. Cuando se considera en la S1 de la Fig. 4, que la temperatura del aceite es inferior al primer ajuste, el tiempo de postcombustión es calculado en S2 y el periodo de purga previa es calculado en S3 a partir del tiempo de postcombustión mediante el uso de la expresión numérica. Esto es seguido por la S4 en la que la purga previa se realiza durante un periodo de tiempo calculado. La combustión del quemador por impulsión 3 comienza después en la S5. A continuación, la acción de detención de la combustión (S6 y S7) por el aumento de la temperatura hasta el segundo nivel del ajuste es idéntica a la de la Fig. 2. Cuando se determina en S1 que la temperatura del aceite se reduce hasta el primer nivel del ajuste, se calcula el periodo de purga previa en función al tiempo de la postcombustión.

En esta modificación, incluso cuando el tiempo de la postcombustión excede 10 minutos, la purga previa no se realiza sistemáticamente durante 80 segundos sino que su periodo cambia linealmente en base al tiempo, una hora, cuando la fuga del gas de calentamiento es sustituido por un escape de la combustión. De este modo se realiza la purga previa durante un periodo adecuado, y no durante un periodo necesariamente largo permitiendo así que el sistema vuelva a funcionar de manera continua en espacios de tiempo óptimos y mejorar su utilidad.

Forma de realización 2

Se va a describir ahora otra forma de realización de la presente invención en la que se realiza la purga previa sin corresponder al tiempo de la postcombustión. La construcción de una freidora 1 es idéntica a la de la forma de realización 1, excepto por la acción del controlador 18 que es diferente. Como no se repite la explicación de ésta, el procedimiento de la forma de realización 2 se describe en referencia al organigrama de la Fig. 5.

Después de determinar en S1 que la temperatura del aceite en el recipiente de fritura 2 medida por el sensor térmico 20 desciende hasta el primer nivel de ajuste, se comprueba después en S2 si la temperatura se reduce o no en un grado predeterminado (por ejemplo, 10ºC) o inferior. Más específicamente, cuando el descenso de la temperatura del aceite no es inferior a 10ºC, se realiza la purga previa en S3 durante 80 segundos. Cuando el descenso de la temperatura es inferior a 10ºC, se realiza la purga previa en S4 durante 5 segundos. Después, se realiza el control de la combustión siguiente en S5.

La forma de realización 2 permite determinar selectivamente el periodo de la purga previa mediante un control de la temperatura del aceite sin la acción de encendido/apagado del interruptor principal 19. El periodo de purga previa después de la filtración es por lo tanto determinado en función del tiempo requerido para la filtración. De este modo se puede evitar cualquier retraso en la cocción causado por la purga previa de 80 segundos después de la filtración. En cambio, la purga previa se realiza sólo durante 5 segundos cuando el descenso de temperatura del aceite no es importante, permitiendo así que el sistema vuelva a efectuar fácilmente la operación continua y mejore su utilidad. Además, como el conmutador de interrupción de la combustión es innecesario, se reducirá el coste de producción y no se necesitará ninguna manipulación adicional asegurando así el mismo efecto que el de la forma de realización 1 donde la operabilidad del sistema es mejorada. Particularmente en esta forma de realización, aunque la acción de la freidora 1 sea detenida por una avería tal como un corte de energía, la purga previa después de un reinicio puede tardar un corto periodo de tiempo dependiendo de la temperatura del aceite. Esto permite que el sistema vuelva a la operación continua después de un tiempo corto de inactividad debido al corte. En consecuencia, esta forma de realización supondrá una mayor fiabilidad de funcionamiento que la forma de realización 1 donde el tiempo de postcombustión puede ser borrado y restablecido por el corte de energía.

En la forma de realización 2, unas modificaciones como las de la forma de realización 1 pueden ser posibles. Por ejemplo, se considera que el periodo de purga previa es de 5 segundos cuando el descenso de la temperatura del aceite es de 10ºC o inferior, de 80 segundos cuando el descenso de la temperatura es de 60ºC o superior, y entre los dos niveles, el periodo es determinado por una expresión numérica que cambia linealmente a medida que la disminución de la temperatura del aceite se vuelve superior, como se muestra en la Fig. 6. Cuando se considera en la S1 en la Fig. 7 que la temperatura del aceite es inferior al primer ajuste, el periodo de purga previa es calculado en S2 a partir del descenso de temperatura del aceite utilizando la expresión numérica. Esto es seguido de la S3 en la que la purga previa se realiza durante un periodo de tiempo calculado. La combustión del quemador por impulsión 3 comienza después en S4. Posteriormente, la acción de detención de la combustión (S5 y S6) en base al aumento de la temperatura hasta el segundo nivel de ajuste se efectúa de la misma manera que la acción de control de la descripción anterior. Cuando se determina en S1 que la temperatura del aceite se reduce hasta el primer nivel de ajuste, el periodo de purga previa es calculado en función al descenso de la temperatura del aceite.

En esta modificación, incluso cuando el descenso de la temperatura del aceite excede los 10ºC, la purga previa no se realiza sistemáticamente durante 80 segundos sino que su periodo cambia linealmente en base al grado, 60ºC, de la caída de temperatura donde la fuga de gas de calentamiento es sustituido por una extracción de la combustión. De este modo la purga previa se realiza durante un periodo adecuado, y no durante un periodo necesariamente largo para permitir al sistema volver a la operación continua durante espacios de tiempo óptimos y mejorar su utilidad.

El tiempo de postcombustión y el descenso de la temperatura del aceite no se limitan a los períodos y grados específicos de las formas de realización 1 y 2 y pueden ser modificados de forma arbitraria. Además, la relación entre el tiempo de postcombustión y el periodo de purga previa o entre el descenso de la temperatura del aceite y el periodo de purga previa no se limita a ese cambio lineal tal y como se ha descrito en las formas de realización citadas más arriba pudiendo ser modificada. Por ejemplo, el periodo de purga previa puede cambiar en algunas etapas con el uso de datos en los que los períodos son asignados según unas medidas correspondientes de un margen deseado de tiempo de postcombustión o de descenso de la temperatura del aceite.

Cuando en la forma de realización 1 se emplea una batería para el cálculo del espacio de tiempo de postcombustión en caso de que el suministro de energía sea desconectado por un corte de energía, éste puede proveer el mismo efecto que la forma de realización 2.

Como se describe en las reivindicaciones independientes 1 y 3 de la presente invención, el periodo de purga previa es variable ya que es determinado en función del descenso de la temperatura de un líquido de cocción, impidiendo así cualquier retraso en el reinicio de la cocción provocada por un periodo más largo de purga previa después de la filtración, permitiendo al sistema volver a su funcionamiento continuo después de la finalización de un periodo mínimo de purga previa y mejorar la utilidad del sistema. Además, puesto que no se necesita tal mecanismo para efectuar una detención temporal de la combustión con un conmutador de interrupción de la combustión, el sistema reducirá el coste de su producción global y se podrá mejorar su operabilidad sin necesidad de manipulación adicional.

Por supuesto, las características de las dos formas de realización descritas anteriormente pueden combinarse fácilmente entre sí.

Claims (4)

1. Dispositivo de cocción para calentar un líquido, que comprende medios quemadores (3) para realizar una combustión después de una purga previa para calentar un líquido de cocción en una cuba (2), y unos medios de control de la combustión (18) para repetir la combustión y su detención en los medios quemadores (3) para mantener la temperatura del líquido de cocción a un nivel predeterminado,

donde el dispositivo está dispuesto y adaptado para hacer variar el periodo de purga previa en función de la disminución de la temperatura del líquido de cocción.

2. Dispositivo de cocción según la reivindicación 1,

donde el periodo de purga previa varia además en función del tiempo que ha transcurrido desde la
detención anterior de la combustión.

3. Método de control de un dispositivo de cocción para el calentamiento de un líquido, que comprende medios quemadores (3) para realizar una combustión después de una purga previa para calentar un líquido de cocción en una cuba (2) y unos medios de control de la combustión (18) para repetir la combustión y su detención en los medios quemadores (3) para mantener la temperatura del líquido de cocción a un nivel predeterminado,

donde el periodo de purga previa varía en función de la disminución de la temperatura del líquido de cocción.

4. Método según la reivindicación 3,

donde el periodo de purga previa varía también según el tiempo que ha transcurrido desde la detención anterior de la combustión.