ES2296934T3 - Homogeneizador. - Google Patents
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Abstract
Homogeneizador para el procesamiento de productos que deben ser homogeneizados, en particular alimentos que incorporan productos lácteos, siendo dicho homogeneizador de tipo mezclador que comprende un depósito cerrado (1) con un fondo (2) y un anillo de mezclador perforado circular fijo preferiblemente sustituible (3), situado en el fondo del depósito, siendo las perforaciones de dicho anillo unos orificios de flujo formados como orificios y/o ranuras (4), estando situada la pared de dicho anillo a cierta distancia de la pared del depósito (1), y extendiéndose un eje rotativo (5) al interior del depósito (1), siendo dicho eje rotativo (5) concéntrico con el anillo de mezclador perforado (3), y teniendo una parte para fijar un rotor que tiene un cubo (6) que lleva un rodete provisto de palas (7), cual cubo (6) lleva también una placa de tapa (8) con un diámetro ligeramente más pequeño que el diámetro interior del anillo de mezclador perforado (3), de tal modo que el borde de la placa de tapa(8) esté situado radialmente al interior del anillo de mezclador perforado (3), teniendo dicha placa de tapa unas aberturas espaciadas circunferencialmente (9) y un cierto número de paletas (10) rotativas, circunferencialmente espaciadas y orientadas radialmente hacia el exterior, por medio del eje (5), fijadas sobre su lado inferior, estando provistas dichas paletas (10) de una holgura con respecto a la pared del anillo de mezclador perforado (3), y con respecto al fondo (2) del depósito (1), caracterizado porque el anillo de mezclador (3), que está fijo con respecto al rotor con el cubo (6), está situado axialmente desplazable durante la rotación de las paletas (10) para su desplazamiento desde una primera posición en la cual una primera sección (3.2) del anillo de mezclador con un primer conjunto de orificios de flujo (4) está situada radialmente opuesta a las paletas (10) del cubo (6), hacia por lo menos otra posición en la cual otra sección (3.1. ó 3.3) del anillo de mezclador con otro conjunto de orificios de flujo formados como orificios y/o ranuras o a lo sumo una parte de una sección del anillo de mezclador, está situada radialmente opuesta a las paletas (10) del rotor.
Description
Homogeneizador.
La invención se refiere a un homogeneizador para
el procesamiento de productos que deben ser homogeneizados, en
particular alimentos que incorporan productos lácteos.
Más específicamente, la invención se refiere a
un homogeneizador de tipo mezclador, denominado a continuación
mezclador homogeneizador, que comprende un depósito cerrado con un
fondo y un anillo de mezclador perforado o abierto circular,
preferiblemente sustituible, situado en el fondo del depósito,
siendo las perforaciones de dicho anillo unos orificios de flujo
formados como orificios y/o ranuras, estando situada la pared de
dicho anillo a cierta distancia de la pared del depósito, y un eje
rotativo que se extiende al interior del depósito. El eje rotativo
es concéntrico con el anillo de mezclador perforado y tiene una
pieza para fijar un cubo que lleva una placa de tapa con un
diámetro ligeramente más pequeño que el diámetro interior del anillo
de mezclador perforado, de tal modo que el borde de la placa de
tapa esté situado radialmente al interior del anillo de mezclador
perforado. La placa de tapa tiene aberturas espaciadas
circunferencialmente y un cierto número de paletas espaciadas
circunferencialmente y orientadas radialmente hacia el exterior del
eje rotativo y fijadas a su lado inferior, cuales paletas están
provistas de un juego con respecto a la pared del anillo de
mezclador perforado y con respecto al fondo del depósito.
Se conocen centrifugadores que están equipados
como mezcladores homogeneizadores, en los cuales el medio a
procesar, denominado a continuación medio de procesamiento, en este
caso, un fluido, es introducido en el depósito del centrifugador y
expulsado al exterior desde el tamiz rotativo del centrifugador a
gran velocidad a través de pequeños orificios o ranuras estrechas
del tamiz, mediante lo cual, por ejemplo, glóbulos de grasa en la
leche son triturados para obtener glóbulos de grasa más pequeños.
Luego el fluido -si se trata de un alimento- deberá ser normalmente
tratado posteriormente en otro aparato. En el caso de la leche, la
leche deberá por ejemplo ser pasteurizada antes de envasarla. Sólo
se puede realizar una función a la vez y el centrifugador deberá
ser vaciado a fin de disponer un diferente tamaño de tamiz en lugar
de un primer tamiz escogido erróneamente.
La patente danesa No. 128.598 (correspondiente a
GB-A-1 100 782) describe un
mezclador homogeneizador de la técnica anterior, en el cual una
pieza rotativa que lleva una rueda de paletas, es desplazable
axialmente con respecto a una pieza fija que lleva el anillo de
mezclador. Un inconveniente de este dispositivo es que se necesita
una velocidad más bien alta, entre 1570 y 2100 radianes por segundo,
que se podrían reducir tal vez a 280 radianes por segundo usando un
sistema de bomba centrífuga y otro anillo de mezclador en la parte
del rotor cerca del anillo perforado en la pieza estator. Otro
inconveniente es que cada vez que se debe aumentar el tamaño del
orificio del anillo de mezclador, el dispositivo debe ser detenido,
vaciado, se debe sustituir el anillo de mezclador, limpiar el
dispositivo, volver a llenarlo y reiniciarlo.
El objetivo de la invención es proporcionar un
mezclador homogeneizador que sea más simple de usar que los
aparatos conocidos, y que pueda realizar más funciones en el
procesamiento de alimentos, que los aparatos conocidos para
homogeneizar alimentos, por ejemplo, de modo que los productos
alimenticios, aparte de una homogeneización separada o combinada,
puedan ser mezclados, pasteurizados, dispersados, desodorizados,
aireados, etc., según se requiera, en un mismo y único depósito, y
en realizaciones del mezclador homogeneizador sin ninguna necesidad
de transferir el producto alimenticio a otro depósito durante la
redisposición del mezclador homogeneizador para realizar su
siguiente función. Además, el cambio de una función del mezclador
homogeneizador a su siguiente función, o el ajuste de una de las
funciones podrá a menudo realizarse sin interrumpir la rotación del
rotor del mezclador homogeneizador.
Esto se consigue con un mezclador homogeneizador
del tipo antes mencionado, el cual, según la invención, se
caracteriza porque el anillo de mezclador perforado está situado
axialmente desplazable también durante la rotación de la rueda de
paletas para su desplazamiento desde una posición en la cual una
primera sección del anillo de mezclador con un primer conjunto de
orificios de tamiz o de flujo, está situada radialmente opuesta a
la rueda de paletas, hacia por lo menos otra posición en la cual
otra sección del anillo de mezclador con otro conjunto de orificios
de flujo conformados como orificios y/o ranuras o a lo sumo una
parte de una sección del anillo de mezclador, está situada
radialmente opuesta a la rueda de paletas.
De este modo se consigue: 1) que el conjunto de
orificios de flujo en el anillo del mezclador, en este momento
posicionado opuesto a las paletas, por ejemplo, si los orificios son
demasiado pequeños y proporcionan una homogeneización demasiado
fuerte, pueda ser reemplazado por otro conjunto y orificios más
grandes, o por ninguna obstrucción en absoluto contra la descarga
desde las paletas sin tener que vaciar el mezclador, 2) que las
paletas pongan un producto alimenticio, por ejemplo que tenga la
forma de un líquido/líquido o polvo/líquido con otros posibles
aditivos y que deba ser homogeneizado, en rotación en la cámara
rodeada por el anillo de mezclador, y 3) que la fuerza centrífuga
obtenida de este modo, expulse el producto a través de la cámara y
al exterior a través de los orificios del anillo de mezclador y haga
recircular el producto a través de las aberturas de la placa de
tapa. De este modo, el producto alimenticio es mezclado y procesado
de manera eficaz en pocos minutos, también mezclas que tengan un
contenido de sólidos secos más bien alto, y en pequeñas o grandes
cargas. Tal como se ha mencionado anteriormente, un producto
alimenticio puede tener una de las siguientes condiciones
funcionales en las cuales el producto es mezclado, pasteurizado,
homogeneizado, dispersado, emulsionado, desodorizado, bien sea
separadamente o en combinación según se necesite, en el mismo
depósito.
Un homogeneizador, más específicamente el
mezclador homogeneizador según la invención, será explicado en más
detalle a continuación con referencia a los dibujos en los
cuales:
la Fig. 1 muestra una sección axial en la parte
inferior del mezclador homogeneizador y un anillo de mezclador
perforado con una única sección del anillo de mezclador perforado,
vista desde un lado,
la Fig. 2 muestra un detalle en sección axial a
través del fondo del depósito y del rotor del mezclador, cuya
salida de rueda de paletas puede descargar en una posición
intermedia de un anillo de mezclador perforado, axialmente
desplazable, con más, aquí, tres, secciones de anillo de
mezclador,
la Fig. 3 muestra los ítems de la Fig. 2 en una
posición inferior, y
la Fig. 4 muestra los ítems de la Fig. 2 en una
posición superior.
La Fig. 1 muestra los diferentes elementos del
mezclador homogeneizador, así como sus funciones.
Es obvio que la parte del fondo 2 del depósito 1
que soporta el anillo de mezclador 3 puede tener una brida de fondo
no soldable para el depósito 1.
El depósito 1 puede estar conectado a una línea
de suministro 15 que tenga una válvula de corredera 16 y una tolva
de suministro 14 para la materia seca, por ejemplo, leche en polvo
que puede ser suministrada al depósito 1 cuando sea evacuado, una
línea de suministro 17 con una válvula de retención 18 cargada por
resorte para el suministro del vapor, estando prevista una línea de
suministro 12 para un agente enfriador o un agente calentador,
dispuesta en un espacio 13 entre la envoltura de aislamiento 11 que
rodea el depósito 1, y la pared exterior del depósito.
El anillo de mezclador 3 está conformado aquí
como un tamiz con orificios oblongos o circulares 4 con una anchura
y un diámetro, respectivamente, que no exceden de 3 mm.
El eje rotativo 5 se extiende a través del fondo
2 del depósito 1 y hacia arriba por encima del borde superior del
anillo de mezclador 3, donde un rotor, mediante su cubo 6, está
fijado al eje, cual cubo soporta un rodete, conformado aquí como
una rueda de turbina con palas de turbina 7, una placa de tapa 8
fijada a los bordes inferiores de las palas 7, y con aberturas 9
dispuestas debajo de las palas de turbina 7 hacia abajo en el
espacio dentro del anillo de mezclador 3.
Un cierto número de palas 10 uniformemente
espaciadas en la dirección de rotación y extendidas radialmente,
están fijadas al lado inferior de la placa de tapa 8. Las palas 10
hacen girar el medio en la cámara del anillo de mezclador, creando
de este modo una fuerza centrífuga potente que fuerza el medio a
fluir a través de las aberturas 4 del anillo de mezclador 3.
Las flechas mostradas ilustran los flujos del
medio de procesamiento que se producen durante la operación de
mezclado y de homogeneización. El fluido y los posibles aditivos en
el depósito son succionados hacia abajo por las palas de turbina 7
desde arriba, a través de los orificios 9 de la placa de tapa 8 y en
el interior de la cámara dentro del anillo de mezclador 3, luego
entre las palas 10 y al exterior a través de las aberturas 4 de la
placa de mezclador y hacia arriba al interior del depósito 1 para
ser recirculados.
El detalle mostrado en la Fig. 2 ilustra en la
doble flecha, cómo un desplazamiento axial de un conjunto de barras
alzadoras paralelas 19, que soportan el anillo de mezclador
perforado 3, puede posicionar cualquier sección deseada del anillo
de mezclador 3.1, 3.2 ó 3.3, radialmente opuesta al nivel de
descarga de la rueda de paletas del rotor soportado por el cubo 6,
para obtener una descarga total o parcialmente libre o sin
obstrucción a partir de la misma. De este modo, se consigue que la
función del mezclador homogeneizador pueda cambiar por ejemplo, a
una plena capacidad de mezclado, por un desplazamiento axial del
anillo de mezclador 3 sin que el mezclador homogeneizador tenga que
detener la rotación de la rueda de paletas. Si la sección mostrada
3.3 es desplazada a una posición no mostrada encima del nivel de
descarga de las paletas, será posible guiar total o parcialmente el
medio de procesamiento situado en el lado de entrada de la rueda de
paletas, total o parcialmente alrededor de la rueda de paletas
hacia su salida, por ejemplo, para una reducción inmediata de la
homogeneización o para calentar el medio de procesamiento.
El hecho de que el anillo de mezclador perforado
3 en su segunda posición en la Fig. 2 y 3, tenga otra sección 3.2.
ó 3.1 con otro conjunto de orificios de flujo 4 opuesto a las
paletas 10, y en una tercera posición en la Fig. 4, tenga una
tercera sección 3.3. para exponer total o parcialmente la descarga
radialmente opuesta a las paletas 10 para una descarga libre total
o parcial desde estas últimas, da la posibilidad -por un
desplazamiento axial del anillo de mezclador 3 con sus tres
secciones- de realizar un cambio opcional de función, bien sea para
una homogeneización más potente, una homogeneización más débil, o a
una función de mezclado total o parcial.
No se necesita vaciar o detener el dispositivo
durante el procesamiento. Si dicha tercera sección 3.3 es
desplazada a una posición no mostrada, encima del nivel de las
paletas 10, será posible, como se ha mencionado arriba, dejar total
o parcialmente el medio de procesamiento situado en el lado de
suministro de la rueda de paletas, pasar total o parcialmente por
las paletas 10 de la rueda de paletas.
En caso de que el anillo de mezclador perforado
3 esté dispuesto desplazable en su dirección circunferencial con
respecto a otro anillo de mezclador no ilustrado, con un pequeño
juego, y dispuesto fijo y coaxial con el mismo, será posible
cambiar el juego de los orificios de flujo 4 de un modo simple, por
ejemplo, desde un valor pequeño que puede ser cero, a un valor
máximo que puede ser el tamaño más grande de orificio o el tamaño
de tamiz de las secciones de anillo de mezclador.
En caso de que el anillo de mezclador 3 tenga un
diámetro de por lo menos 20 cm, preferiblemente 25 cm, y
preferiblemente comprendido en un margen de 20 a 60 cm, se consigue
que la homogeneización se produzca a velocidades moderadas, por
ejemplo, a 2500 rpm aproximadamente.
En una realización preferida, la velocidad de
rotación del rotor o de la rueda de paletas es de 2578 rpm a lo
sumo, se puede obtener una optimización de la homogeneización sin
que se desarrolle un calor excesivo, adaptando el diámetro del
anillo de mezclador 3 a la velocidad más baja deseada.
La sección 3.3 del anillo de mezclador 3 -el
cual total o parcialmente puede descubrir la abertura de descarga
desde las paletas 10 de mezclador- tiene preferiblemente la forma de
una pared circunferencial no mostrada, teniendo dicha abertura de
descarga un borde superior dentado o sinusoidal, cuya amplitud
corresponde preferiblemente a la anchura de una cinta
circunferencial de orificios de flujo 4 en una de las otras
secciones del anillo de mezclador 3. De este modo, se consigue -en
caso de que el borde superior esté situado más alto que la rueda de
paletas en el mezclador- que sea posible, de un modo controlado
durante la operación de mezclado y/o de homogeneización, dejar que
el medio de procesamiento, en el lado de suministro de la rueda de
paletas, pase, total o parcialmente por la rueda de paletas o rueda
de turbina en el cubo 6, tal como se ha mencionado
anteriormente.
El cubo 6 con el rotor, soporta preferiblemente
un rodete situado encima de la placa de tapa 8, estando conformado
dicho rodete como un propulsor y/o un mecanismo de turbina,
dispuesto de tal manera que durante la rotación, fuerce el líquido
a través de las aberturas 9 de la placa de tapa 8, y luego al
interior de la cámara rodeada por el anillo de mezclador 3, y al
exterior a través de las aberturas 4 de la sección 3.1, 3.2, 3.3 del
anillo de mezclador, situadas radialmente opuestas a las paletas
10. De este modo es posible, sin cambiar el grado de
homogeneización, reducir aún más la velocidad de rotación de las
paletas 10 del mezclador.
La placa de tapa 8 está conformada
preferiblemente como un rodete en forma de una rueda de turbina con
palas de turbina 7, cuyos bordes opuestos al fondo 2 del depósito 1
están fijados al lado superior de la placa de tapa 8, y a lo largo
de los bordes en sus aberturas. De esta manera, se consigue una
realización particularmente simple del rodete.
El mezclador puede procesar productos lácteos
tales como queso fresco, yogures, mezclas de helados, helados de
espuma, pero se pueden procesar también productos alimenticios tales
como alimentos para bebés. Puede procesar también postres,
mermeladas, mayonesas, mostazas, refrescos, etc., cremas y ungüentos
para el campo cosmético, así como productos químicos y
farmacéuticos.
Por consiguiente, el homogeneizador puede
realizar muchas funciones, independientes o combinadas entre sí,
normalmente incluso sin ninguna parada, y es, además, de fabricación
simple.
Claims (9)
1. Homogeneizador para el procesamiento de
productos que deben ser homogeneizados, en particular alimentos que
incorporan productos lácteos, siendo dicho homogeneizador de tipo
mezclador que comprende un depósito cerrado (1) con un fondo (2) y
un anillo de mezclador perforado circular fijo preferiblemente
sustituible (3), situado en el fondo del depósito, siendo las
perforaciones de dicho anillo unos orificios de flujo formados como
orificios y/o ranuras (4), estando situada la pared de dicho anillo
a cierta distancia de la pared del depósito (1), y extendiéndose un
eje rotativo (5) al interior del depósito (1), siendo dicho eje
rotativo (5) concéntrico con el anillo de mezclador perforado (3),
y teniendo una parte para fijar un rotor que tiene un cubo (6) que
lleva un rodete provisto de palas (7), cual cubo (6) lleva también
una placa de tapa (8) con un diámetro ligeramente más pequeño que
el diámetro interior del anillo de mezclador perforado (3), de tal
modo que el borde de la placa de tapa (8) esté situado radialmente
al interior del anillo de mezclador perforado (3), teniendo dicha
placa de tapa unas aberturas espaciadas circunferencialmente (9) y
un cierto número de paletas (10) rotativas, circunferencialmente
espaciadas y orientadas radialmente hacia el exterior, por medio
del eje (5), fijadas sobre su lado inferior, estando provistas
dichas paletas (10) de una holgura con respecto a la pared del
anillo de mezclador perforado (3), y con respecto al fondo (2) del
depósito (1), caracterizado porque el anillo de mezclador
(3), que está fijo con respecto al rotor con el cubo (6), está
situado axialmente desplazable durante la rotación de las paletas
(10) para su desplazamiento desde una primera posición en la cual
una primera sección (3.2) del anillo de mezclador con un primer
conjunto de orificios de flujo (4) está situada radialmente opuesta
a las paletas (10) del cubo (6), hacia por lo menos otra posición en
la cual otra sección (3.1. ó 3.3) del anillo de mezclador con otro
conjunto de orificios de flujo formados como orificios y/o ranuras
o a lo sumo una parte de una sección del anillo de mezclador, está
situada radialmente opuesta a las paletas (10) del rotor.
2. Homogeneizador según la reivindicación 1,
caracterizado porque el anillo de mezclador (3) con otra
sección (3.3) en su otra posición, descubre total o parcialmente
las aberturas de descarga desde las paletas (10), a una abertura de
salida total o parcialmente libre a partir de éstas.
3. Homogeneizador según la reivindicación 1,
caracterizado porque el anillo de mezclador (3) en su segunda
posición, tiene una segunda sección (3.1) con un segundo conjunto
de orificios de flujo (4) opuesto a las paletas (10) y, en una
tercera posición, tiene una tercera sección (3.3) a fin de descubrir
total o parcialmente las aberturas de descarga, radialmente
opuestas a las paletas (10), a una abertura de salida total o
parcialmente libre a partir de estas últimas.
4. Homogeneizador según la reivindicación 1, 2 ó
3, caracterizado porque el anillo de mezclador (3) está
dispuesto para poder desplazarse en su dirección circunferencial
con respecto a otro mezclador fijo y con respecto a otro anillo
dispuesto coaxialmente, habiendo una pequeña holgura radial entre
los dos anillos mezcladores.
5. Homogeneizador según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el anillo
de mezclador (3) tiene un diámetro de al menos 20 cm,
preferiblemente 25 cm, y preferiblemente dentro de un margen de
diámetros de 20 a 60 cm.
6. Homogeneizador según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
velocidad de rotación del rotor es a lo sumo de 2578 rpm.
7. Homogeneizador según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha
sección (3.3) del anillo de mezclador (3) que puede descubrir total
o parcialmente las aberturas de descarga desde las paletas (10),
está provista de un borde dentado o sinusoidal circunferencial, cuya
amplitud corresponde preferiblemente a la anchura de una cinta
circunferencial de orificios de flujo (4) en una de las otras
secciones (3.1, 3.2) del anillo de mezclador (3).
8. Homogeneizador según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el rotor
sobre el cubo (6) soporta un rodete dispuesto encima de la placa de
tapa (8), cual rodete está conformado como un propulsor y/o un
mecanismo de turbina provisto de palas de turbina (7), y dispuesto
de tal modo que durante la rotación, fuerce el medio de
procesamiento a través de las aberturas (9) de la placa de tapa (8)
y además al interior de la cámara rodeada por el anillo de
mezclador (3), y al exterior a través de las aberturas (4) de las
secciones (3.1, 3.2, 3.3) del anillo de mezclador (3) situadas
radialmente opuestas a las paletas (10).
9. Homogeneizador según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la placa de
tapa (8) está conformada como un rodete en forma de una rueda de
turbina con palas de turbina (7), cuyos bordes opuestos al fondo
(2) del depósito (1) están fijados sobre el lado superior de la
placa de tapa (8) y a lo largo de los bordes en las aberturas (9)
de esta última.
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