ES2345070T3 - Dispositivo de congelacion rapida de materiales. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de congelación rápida de la superficie de materiales de partida o de congelación completa de estos materiales, especialmente de alimentos o productos farmacéuticos, con una zona de tratamiento a través de la cual circula gas licuado ultrafrío que sirve de refrigerante, que congela con ello al menos la superficie de los materiales de partida y que provoca entonces movimientos relativos entre los materiales de partida sumergidos en el refrigerante, estando constituida la zona de tratamiento por módulos y siendo ésta variable en su longitud por adición o retirada de uno o varios módulos, caracterizado porque la zona de tratamiento presenta al menos un módulo inclinado con respecto a la horizontal e instalado de manera regulable en su inclinación.
Description
Dispositivo de congelación rápida de
materiales.
La invención concierne a un dispositivo de
congelación rápida de la superficie de materiales de partida o de
congelación completa de estos materiales, especialmente de alimentos
o productos farmacéuticos, con una zona de tratamiento a través de
la cual circula un gas licuado ultrafrío que sirve como refrigerante
y que congela al menos la superficie de los materiales de partida y
provoca entonces movimiento relativos entre los materiales de
partida sumergidos en el refrigerante, estando constituida la zona
de tratamiento por módulos y siendo ésta variable en su longitud
mediante la adición o retirada de uno o varios módulos.
En la industria alimentaria se presenta
frecuentemente el problema de obtener por congelación de materiales
de partida los llamados productos IQF (Individual Quick Frozen =
congelación rápida individual) en los que los materiales de partida
congelados se presentan envasados en recipiente y en forma
libremente móvil entre ellos. Los productos IQF se pueden dosificar
de manera sencilla en una operación de tratamiento ulterior, por
ejemplo en la cocina, y permiten extraer solamente una parte del
contenido del recipiente, sin tener que descongelar el contenido
completo. Si los materiales de partida consisten en alimentos que
presentan superficies húmedas, tales como, por ejemplo,
langostinos, bayas o setas, se tiene que proporcionar entonces,
durante la congelación, un movimiento relativo entre los materiales
de partida, ya que, en caso contrario, los materiales de partida se
pueden inmovilizar fácilmente por congelación uno contra otro y
pueden formar aglomerados. Es estado de la técnica el recurso de
generar el movimiento relativo por medio de mecanismos sacudidores
en los que se congelan los materiales de partida, o bien
fluidificar éstos por medio de una corriente de gas frío durante el
proceso de congelación.
Además, se conocen equipos como los que se
describen, entre otros, en la patente EP0393078, en los que los
materiales de partida se transportan a través de una zona de
tratamiento en una corriente turbulenta o laminar de gas licuado
ultrafrío. Los materiales de partida están rodeados por el gas
licuado ultrafrío, lo que provoca una rápida congelación de la
superficie y, por tanto, impide que se peguen los materiales de
partida. Por otro lado, el movimiento relativo necesario entre los
materiales de partida se genera aquí por efecto de las turbulencias
en la corriente de gas licuado y/o por efecto de líquido hirviendo
en la superficie de los materiales de partida. Al final de la zona
de tratamiento, en donde se separa el gas licuado de los materiales
de partida, se presenta un producto que eventualmente puede ser
transformado por pasos de tratamiento subsiguientes en un producto
IQF.
El estado de congelación que se puede alcanzar
en la zona de tratamiento se ajusta a la naturaleza y a la cantidad
de los materiales de partida utilizados y al tiempo durante el cual
el refrigerante y los materiales de partida a congelar están en
contacto (tiempo de contacto). El equipo descrito en la patente
EP0393078 ofrece solamente pocas posibilidades para la variación
del tiempo de contacto, tales como la variación de la corriente de
refrigerante o el cambio del refrigerante. Por tanto, el espectro de
los materiales de partida que se pueden tratar por medio de este
equipo es limitado.
Se conocen por los documentos US 3,768,739, US
5,692,382, US 4,912,943 y US 5,765,381 unos dispositivos de
congelación somera o de congelación completa de materiales que
presentan cada uno de ellos una zona de tratamiento, estando
constituida la zona de tratamiento por módulos y siendo ésta
variable en su longitud mediante la adición o retirada de uno o
varios módulos.
Por tanto, el problema de la presente invención
consiste en indicar un dispositivo de la clase citada al principio
que haga posible que se varíe de manera sencilla el tiempo de
contacto y se adapte así éste a las necesidades que resulten de las
propiedades de los materiales de partida a congelar y de los
requisitos impuestos al producto obtenido por congelación.
El problema planteado se resuelve según la
invención por el hecho de que la zona de tratamiento presenta al
menos un módulo inclinado con respecto a la horizontal y montado en
forma regulable en su inclinación.
Gracias a la variabilidad de la longitud de la
zona de tratamiento se puede variar también el tiempo durante el
cual el refrigerante y los materiales de partida a congelar están en
contacto (tiempo de contacto). En condiciones por lo demás iguales
se cumple que: cuanto más larga sea la zona de tratamiento, tanto
más largo será el tiempo de contacto. No obstante, el tiempo de
contacto puede variarse solamente en pasos discretos mediante la
adición o retirada de uno o varios módulos.
Por tanto, el dispositivo según la invención
prevé que se pueda regular de preferencia continuamente la
inclinación de al menos un módulo con respecto a la horizontal
(inclinación). La fuerza propulsora para el movimiento tanto del
refrigerante como de los materiales de partida sumergidos en el
refrigerante a través de la zona de tratamiento es en primer lugar
la fuerza de la gravedad o la fuerza de descenso en pendiente. Por
tanto, un aumento de la inclinación de un módulo conduce a un
aumento de esta fuerza propulsora y, con ello, a un acortamiento
del tiempo de contacto. Si la zona de tratamiento consta de más de
un módulo, los módulos pueden presentar entonces inclinaciones
iguales o diferentes.
El dispositivo según la invención permite variar
continuamente el tiempo de contacto dentro de un amplio intervalo
mediante una variación simultánea de la longitud de la zona de
tratamiento y de la inclinación de uno o varios módulos y permite
así también adaptarlo deliberadamente a las propiedades de los
materiales de partida (naturaleza, cantidad, temperatura, contenido
de agua) y a los requisitos impuestos al producto obtenido por
congelación.
Además, el dispositivo según la invención hace
posible la utilización de diferentes refrigerantes, ya que se
pueden compensar propiedades de refrigeración diferentes de los
refrigerantes por medio de la variación del tiempo de contacto.
Preferiblemente, se han previsto como refrigerante nitrógeno licuado
u oxígeno licuado o una mezcla de nitrógeno licuado y oxígeno
licuado.
Para poder instalar un dispositivo según la
invención incluso en condiciones de espacio restringido, como las
que se presentan, por ejemplo, al montarlo en equipos de tratamiento
frigorífico existentes (por ejemplo, congeladores de túnel), una
ejecución conveniente de la invención prevé que dos módulos
consecutivos en la dirección de flujo del refrigerante estén
dispuestos en gran parte uno debajo de otro, cuidando las
inclinaciones de los dos módulos de que las direcciones de flujo en
los dos módulos estén orientadas sustancialmente en sentidos
contrarios.
De manera ventajosa, los módulos están
realizados como tubos rectos o como canaletas rectas, presentando
los tubos preferiblemente una sección transversal rectangular y
teniendo las canaletas preferiblemente una sección transversal de
forma de U.
El dispositivo según la invención permite que se
obtengan productos de calidad definida a base de materiales de
partida diferentes. A causa de la disposición superpuesta de varios
módulos, resulta una estructura compacta de una zona de
tratamiento, con lo que es posible integrar un dispositivo de esta
clase en congeladores existentes, como, por ejemplo, en
congeladores de túnel.
En lo que sigue se explicará la invención con
más detalle ayudándose de un ejemplo de realización representado
esquemáticamente en la figura. El ejemplo de realización consiste en
un equipo para obtener un producto IQF mediante congelación rápida
de materiales de partida en piezas dentro de un refrigerante
líquido. A fines de ilustración, se han indicado las direcciones de
corrientes de los materiales por medio de flechas.
El dispositivo está dotado de un equipo de
alimentación Z para alimentar un refrigerante, el cual consiste
preferiblemente en nitrógeno licuado ultrafrío, al que se une el
primer módulo M1 de la zona de tratamiento B realizado como una
canaleta con sección transversal de forma de U. La alimentación del
refrigerante se efectúa aquí de modo que el refrigerante entre en
el primer módulo M1 con un perfil homogéneo en toda la sección
transversal de flujo. Los materiales de partida a congelar pueden
ser introducidos en el dispositivo según la invención a través del
sitio de carga A y llegan por esta vía al refrigerante circulante,
por el cual son arrastrados y con ello son movidos uno con respecto
a otro.
Por debajo del primer módulo M1 están dispuestos
todavía otros módulos M2 a M4 situados uno debajo de otro, todos
los cuales son variables en su inclinación con respecto a la
horizontal. Al final de los módulos M1, M2 y M3 el refrigerante y
los materiales de partida arrastrados por el refrigerante circulan
hacia abajo y llegan así al respectivo módulo siguiente. El número
de módulos y sus inclinaciones se han elegido de modo que el
producto presente al final del módulo M4 un grado de congelación
definido con el cual caiga sobre la cinta transportadora T
dispuesta por debajo de la zona de tratamiento B, con cuya cinta
dicho producto, después de la separación del refrigerante, puede
ser alimentado a otro lugar de tratamiento frigorífico no
representado o al lugar de empaquetamiento.
Claims (3)
1. Dispositivo de congelación rápida de la
superficie de materiales de partida o de congelación completa de
estos materiales, especialmente de alimentos o productos
farmacéuticos, con una zona de tratamiento a través de la cual
circula gas licuado ultrafrío que sirve de refrigerante, que congela
con ello al menos la superficie de los materiales de partida y que
provoca entonces movimientos relativos entre los materiales de
partida sumergidos en el refrigerante, estando constituida la zona
de tratamiento por módulos y siendo ésta variable en su longitud
por adición o retirada de uno o varios módulos, caracterizado
porque la zona de tratamiento presenta al menos un módulo inclinado
con respecto a la horizontal e instalado de manera regulable en su
inclinación.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque unos módulos consecutivos en la
dirección de circulación del refrigerante están dispuestos en gran
parte uno debajo de otro, cuidando las inclinaciones de los dos
módulos de que las direcciones de circulación en los dos módulos
estén orientadas sustancialmente en sentidos contrarios.
3. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los módulos
están construidos como tubos rectos o canaletas rectas, presentando
los tubos preferiblemente una sección transversal rectangular y
presentando las canaletas preferiblemente una sección transversal de
forma de U.
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