ES2297169T3 - Un aparato en un infusor para un producto alimenticio liquido. - Google Patents
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Abstract
Un aparato para un infusor para un producto alimenticio líquido, del tipo que incluye un recipiente de presión (1) con una entrada (2) para el producto localizada en su región superior y una salida (6) para el producto localizada en su región inferior, dicha entrada del producto (2) estando dispuesta para dividir el producto que entra en el recipiente de presión (1) en gotitas pequeñas, y el infusor también incluyendo una entrada para el vapor (8) dispuesta de manera tal que el vapor entra en la región superior (1) del recipiente de presión a través de una cámara de distribución concéntrica (9), la cámara de distribución concéntrica (9) estando definida por la pared (10) del recipiente de presión (1), una placa guía (11) y al menos una placa agujereada (12), caracterizado porque la cámara de distribución concéntrica (9) está diseñada de manera que el vapor, al entrar en el recipiente de presión (1), es dirigido hacia abajo y está a una velocidad de < 2 m/seg.
Description
Un aparato en un infusor para un producto
alimenticio líquido.
La presente invención se relaciona con un
aparato para un infusor para un producto alimenticio líquido, de
acuerdo al preámbulo de la reivindicación 1.
El tratamiento térmico de los productos
alimenticios para incrementar la conservación es un método bien
conocido y a menudo empleado en el arte. Los productos alimenticios
pueden, por ejemplo, ser varios productos lácteos tal como leche,
crema o yogur. El tratamiento térmico puede ocurrir en una
pluralidad de maneras, directamente o indirectamente. Los métodos
indirectos son, por ejemplo, el calentamiento usando diversos tipos
de intercambiadores de calor. De los métodos directos hay dos
grupos importantes, la inyección o la infusión con vapor. Empleando
un método directo, se obtendrá un calentamiento muy rápido, que es
altamente deseable hoy cuando, para mejorar las características del
sabor, por ejemplo, en la leche, la intención es muchas veces la de
calentar el producto a temperaturas elevadas por un período corto
de tiempo.
La presente invención se relaciona con un
aparato donde se hace uso del calentamiento por infusión. La
infusión implica el calentamiento de un líquido finamente dividido
en una cámara de vapor. El principio de calentar un líquido, por
ejemplo un alimento líquido, inyectando el líquido en una cámara
llena de vapor se conoce desde tan temprano como el siglo 19.
Las primeras plantas de calentamiento por
infusión estaban basadas en el mismo principio que los
condensadores, con los cuales el exceso de vapor de varios procesos
químicos era condensado. Las plantas del arte anterior incluían de
esta forma un infusor que consistía en un recipiente de presión con
una entrada para el producto en la región superior del recipiente
de presión. Una cámara de distribución descargaba en la entrada, la
cámara de distribución dividiendo finamente el producto entrante en
gotitas líquidas pequeñas, finas. En la parte inferior del
recipiente de presión hay una salida para el producto calentado. El
recipiente de presión fue provisto adicionalmente con una entrada
para el vapor la cual, en estos infusores antiguos, estaba localizad
en la región inferior del recipiente de presión. El vapor que, a un
nivel bajo en el recipiente de presión, es inyectado dentro hacia
las gotitas líquidas finamente divididas, provoca que las gotitas
cambien de dirección. Esto era una desventaja cuando estos
infusores, por ejemplo, eran empleados para la leche. Muchas de las
gotitas se adhirieron a las paredes internas calientes en el
infusor, donde una incrustación por el producto fue la consecuencia
inmediata. La incrustación implica problemas higiénicos importantes
y es muy difícil de quitar
lavándose.
lavándose.
Una forma de evitar el problema inherente a la
incrustación del producto en las paredes internas del infusor es
colocar la entrada del vapor en la región superior del infusor. El
vapor es suministrado desde arriba encima de la cámara de
distribución del producto de manera que las gotitas no sean
interrumpidas en su caída hacia abajo a través de la cámara de
vapor. Pero la admisión del vapor simultáneamente con la admisión
del producto también tiene sus desventajas. Este tipo de admisión
del vapor puede dar lugar a la incrustación del producto alrededor
o dentro de los orificios de distribución o de los huecos de
distribución que la cámara de distribución de la entrada del
producto exhibe. Esto interfiere en el calentamiento del producto,
la temperatura del producto baja, en cuyo caso la presión del vapor
debe ser aumentada, y diferencias más altas de temperatura serán
obtenidas entre el producto y el vapor. Diseñando los orificios de
distribución de manera que tengan un borde muy fino hacia fuera
hacia la cámara de vapor, este problema puede ser solucionado. De
esta forma teniendo una incrustación extremadamente fina que puede
ser fácilmente quebrada, estas incrustaciones desaparecerán antes de
que lleguen a ser perjudiciales.
Pero la admisión simultánea del vapor también
implica problemas con los gases no condensables que se encuentran
siempre en el producto y que se emiten debido a que este es
calentado. El vapor también contiene una parte de estos gases. Los
gases pueden consistir en dióxido de carbono, oxígeno, nitrógeno, y
otros. Estos gases deben ser eliminados continuamente para poder
mantener la temperatura del vapor a la misma presión. Como resultado
de una admisión simultánea del vapor, los gases no condensables se
mezclan más fácilmente con el vapor y llega a ser también más
difícil eliminarlos sin liberar de manera innecesaria vapor del
proceso.
La Descripción de Patente Sueca SE 513 414
describe un infusor que tiene la entrada de vapor colocada abajo en
el recipiente del infusor. Como resultado, un espacio es creado para
que los gases no condensables se acumulen en la región superior del
recipiente, desde dónde pueden ser eliminados del proceso de una
manera simple. La entrada de vapor consiste en una abertura
concéntrica en la superficie de la cubierta del recipiente. Pero
esta colocación de la entrada del vapor implica que el vapor
caliente entra a alta velocidad en el recipiente relativamente
cerca de la acumulación del producto que se forma normalmente en la
región inferior del recipiente antes de que el producto salga del
recipiente. El vapor puede entonces arrastrar con él salpicaduras
del producto en su camino hacia arriba en el recipiente y la
incrustación indeseable será el resultado.
El documento de patente US 6,168,141 B1 describe
un aparato y un método para el calentamiento por infusión, en el
cual el recipiente tiene una larga pared divisoria interna que
definirá el área de tratamiento en la cual el vapor fluye hacia
arriba y se encuentra con el producto. La pared divisoria interna
tiene deflectores con orificios para que el vapor pase a
través.
Un objeto de la presente invención es realizar
una entrada de vapor que evite la mayoría de los efectos negativos
exhibidos por las soluciones del arte anterior y que esté dispuesta
de forma tal que el vapor sea guiado de manera que esté a una
velocidad y en una dirección convenientes cuando se encuentre con
las gotitas del producto.
Esto y otros objetos han sido logrados de
acuerdo a la presente invención ya que el aparato del tipo descrito
a modo de introducción le han sido dadas las características de
acuerdo a la parte caracterizante de la reivindicación 1.
A las realizaciones preferidas de la presente
invención le han sido dadas adicionalmente las características
expresadas en las reivindicaciones dependientes anexadas.
Una realización preferida de la presente
invención ahora será descrita en mayor detalle aquí a continuación,
con referencia a los Dibujos acompañantes. En los Dibujos
acompañantes:
La Fig. 1 es una elevación lateral, parcialmente
en sección, de un infusor de acuerdo a la presente invención;
La Fig. 2 es una elevación lateral, parcialmente
en sección, de la entrada de vapor del infusor;
La Fig. 3 es una vista en planta de un primera
placa agujereada; y
La Fig. 4 es una vista en planta de una segunda
placa agujereada.
Los dibujos muestran solamente aquellas partes y
detalles esenciales para una comprensión de la presente
invención.
La Fig. 1 muestra un infusor de acuerdo a la
presente invención. El infusor esencialmente consiste en un
recipiente de presión convencional 1. El recipiente de presión 1
tiene, en su región superior, una entrada 2 para el producto que va
a ser tratado en el infusor. La entrada 2 del producto termina con
una cámara de distribución 3. La cámara de distribución 3 esta
colocada centralmente en el recipiente 1 y está, en su pared
inferior 4, provista con una gran cantidad de orificios o huecos.
Los orificios o huecos tienen el propósito de dividir finamente el
producto entrante de manera que esto primero forme chorros finos que
entonces cambian progresivamente a gotitas pequeñas, finas que caen
hacia abajo a través del recipiente de presión 1.
En la región inferior, preferiblemente la región
más baja, del recipiente de presión 1 donde el recipiente de
presión 1 forma una terminación cónica 5, esta dispuesta una salida
6 para el producto que ha sido sometido a un tratamiento térmico en
el infusor. La región inferior de la terminación cónica 5 del
recipiente de presión 1 funciona normalmente como un tubo de
retención, donde el producto permanece a una cierta temperatura
predeterminada y durante cierto período de tiempo predeterminado
antes de ser bombeado posteriormente para el tratamiento adicional.
El tubo de retención es indicado en la Fig. 1 por la línea de nivel
7. Otros tipos de tubos de retención se pueden también emplear
junto con el infusor anteriormente descrito.
Un infusor de acuerdo a la presente invención es
adicionalmente provisto con al menos, y en la realización preferida
dos, entradas 8 para el vapor. Las entradas de vapor 8 están
dispuestas de manera radial y descargan en una cámara de
distribución concéntrica 9 que rodea el recipiente de presión entero
1. La cámara de distribución concéntrica 9 con sus entradas de
vapor 8 es colocada en un nivel inferior en el recipiente 1 que la
cámara de distribución 3 del producto, pero relativamente alto en
el recipiente de presión 1. Distribuyendo el vapor entrante a
través de dos entradas 8, la velocidad del vapor es retardada y es
distribuido de manera más eficiente en la cámara de distribución
concéntrica 9. Ambas entradas de vapor 8 están preferiblemente
dispuestas de manera diametral.
La cámara de distribución concéntrica 9 está
definida, por una parte, por la pared 10 del recipiente de presión
1 y, por otra parte, por una placa guía 11 y al menos una placa
concéntrica, agujereada 12. La placa guía 11 es, en la realización
preferida, doble y en el interespacio entre las placas guía 12
existe la posibilidad de introducir aire a temperatura ambiente
para enfriar las placas guía 11. El aire se provee a través de la
entrada 13.
La placa concéntrica agujereada 12 es colocada
debajo de las entradas 8 para el vapor. En la realización preferida,
hay dos placas agujereadas 12 dispuestas una sobre la otra.
Alternativamente, hay tres placas agujereadas 12 colocadas una
sobre la otra. Las placas 12 pueden, como resultado del diseño del
recipiente de presión 1, ser de aspectos diferentes, como es
evidente de las Fig. 3 y 4. La Fig. 3 muestra la placa agujereada
superior 12 y la Fig. 4 la inferior. Alternativamente, y
dependiendo del diseño del recipiente de presión 1, ambas placas 12
pueden tener el aspecto que es mostrado en la Fig. 3.
Las placas agujereadas 12 exhiben un número muy
grande de orificios pequeños 14 allí dispuestos. Los orificios 14
tienen un diámetro de 1-10 mm, preferiblemente
2-5 mm. El aparato de acuerdo a la presente
invención tiene placas 12 que tienen 1000-1500
orificios 14 cada una. Las placas agujereadas 12 deben ser
aseguradas de manera sellada contra la pared 10 de la cubierta del
recipiente de presión 1 y contra la placa guía 11. Si la fijación
no es totalmente hermética, el vapor entrante tomará la trayectoria
de menos resistencia hacia el recipiente de presión 1, que implica
normalmente que el vapor se escapará adentro en el lado de las
placas agujereadas 12. Las placas agujereadas 12 deben ser
colocadas en una relación separada una de la otra a una distancia
que al menos corresponda al diámetro de los orificios 14
multiplicados por cinco. Esto es para cortar la turbulencia del
vapor después de que haya pasado la placa agujereada superior
12.
Las placas guías 11 deben tener una extensión
por debajo de las placas agujereadas 12 que al menos corresponda al
diámetro de los orificios 14 multiplicados por diez.
Preferiblemente, las placas guías 11 tienen una extensión por
debajo de las placas agujereadas 12 que es 50-60
milímetros para obtener un flujo del vapor lo más uniforme que sea
posible.
Para el arreglo anteriormente descrito para
admitir el vapor en el infusor, la velocidad y la dirección del
vapor son controladas. Cuando el vapor finalmente entra en el
recipiente de presión 1, debe estar a una velocidad de < 2 m/seg
y debe ser dirigido hacia abajo para aspirarlo hacia dentro y
acompañe al producto cuando éste baja hacia abajo a través del
recipiente de presión 1.
El producto que entra en el infusor es bombeado
a través de un conducto a la entrada 2 en la región superior del
recipiente de presión 1. El producto entrante que, por ejemplo,
puede consistir en leche, está normalmente a una temperatura de
75-82ºC, en ciertas aplicaciones hasta 120ºC. De la
entrada 2 y de la cámara de distribución 3, el producto pasa a
través de una gran cantidad de orificios o huecos provistos en la
pared inferior 4 de la cámara de distribución 3. El producto de
esta manera forma chorros finos que cambian progresivamente a una
gran cantidad de gotitas pequeñas que caen libremente a través del
recipiente de presión 1 hasta que alcanzan la superficie líquida 7.
Después de una caída corta, el vapor dirigido hacia abajo será
aspirado adentro a una velocidad controlada hacia las gotitas del
producto. El vapor que es presurizado está a una temperatura de
aproximadamente 120-170ºC, preferiblemente
140-150ºC.
Por condensación, el vapor calienta rápidamente
las gotitas del producto a la temperatura deseada, y cuando las
gotitas alcanzan la superficie líquida 7, el producto ha alcanzado
la temperatura deseada. La distancia entre la cámara de
distribución 3 del producto y la superficie líquida 7 debe ser tan
grande que las gotitas del producto tengan tiempo para alcanzar la
temperatura deseada. El producto listo calentado después de esto
permanecerá, por cierto período de tiempo, en la terminación cónica
5 del recipiente de presión 1 antes de salir del infusor a través
de la salida 6.
Debido a que la admisión del vapor ofrece una
velocidad y una dirección controladas para el vapor, el riesgo de
que el vapor interfiera en la caída de las gotitas del producto a
través del recipiente de presión será reducido al mínimo. Debido a
que las gotitas del producto pueden caer sin interferencia, la
salpicadura del producto se reduce y de esta forma la incrustación
del producto en las paredes 10 del recipiente de presión 1
consecuentemente se reduce.
Durante el proceso de calentamiento, gases no
condensables son liberados, tal como el dióxido de carbono, oxígeno
y nitrógeno, del producto. Una cierta cantidad de gases no
condensables también vendrá del vapor que se emplea en el proceso.
Debido a que el área más fría del infusor está dispuesta en las
regiones superiores del recipiente de presión 1, los gases no
condensables se acumulan aquí y pueden ser conducidos fuera del
infusor a través de la salida 15. El aparato de acuerdo a la
presente invención, con las entradas 8 del vapor y la cámara de
distribución concéntrica 9 que se colocan debajo de la cámara de
distribución 3 del producto, y debido a que el vapor entra en el
recipiente de presión 1 dirigido hacia abajo, se crea el espacio
para los gases no condensables. Los gases no condensables se pueden
acumular en la región superior del recipiente de presión 1 con la
menor mezcla de vapor que sea posible. Como resultado, el consumo de
vapor del proceso también se reduce al mínimo.
Como habrá sido evidente de la descripción
precedente, la presente invención realiza un aparato en un infusor
que contribuye en la obtención de una admisión del vapor en el
infusor que es controlada en cuanto a la dirección y la velocidad
para obtener un calentamiento óptimo del producto sin las
desventajas que sufre la admisión del vapor del arte anterior.
Claims (7)
1. Un aparato para un infusor para un producto
alimenticio líquido, del tipo que incluye un recipiente de presión
(1) con una entrada (2) para el producto localizada en su región
superior y una salida (6) para el producto localizada en su región
inferior, dicha entrada del producto (2) estando dispuesta para
dividir el producto que entra en el recipiente de presión (1) en
gotitas pequeñas, y el infusor también incluyendo una entrada para
el vapor (8) dispuesta de manera tal que el vapor entra en la región
superior (1) del recipiente de presión a través de una cámara de
distribución concéntrica (9), la cámara de distribución concéntrica
(9) estando definida por la pared (10) del recipiente de presión
(1), una placa guía (11) y al menos una placa agujereada (12),
caracterizado porque la cámara de distribución concéntrica
(9) está diseñada de manera que el vapor, al entrar en el
recipiente de presión (1), es dirigido hacia abajo y está a una
velocidad de
< 2 m/seg.
< 2 m/seg.
2. El aparato como el reivindicado en la
Reivindicación 1, caracterizado porque el aparato incluye dos
placas agujereadas (12) que están aseguradas de manera sellada
contra la pared (10) del recipiente de presión (1) y contra la
placa guía (11).
3. El aparato como el reivindicado en la
Reivindicación 2, caracterizado porque los orificios (14) de
las placas (12) tienen un diámetro de 1-10 mm.
4. El aparato como el reivindicado en la
Reivindicación 3, caracterizado porque los orificios tienen
un diámetro de 2-5 mm.
5. El aparato como el reivindicado en cualquiera
de las Reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque la placa
guía (11) tiene una extensión por debajo de las placas agujereadas
(12) que al menos corresponde al diámetro de los orificios (14)
multiplicados por diez.
6. El aparato como el reivindicado en cualquiera
de las Reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque la placa
guía (1l) tiene una extensión por debajo de las placas agujereadas
(12) que es de 50-60 mm.
7. El aparato como el reivindicado en la
Reivindicación 1, caracterizado porque el aparato incluye dos
entradas de vapor (8) que están colocadas de manera diametral y
dispuestas de manera radial.
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