ES2882474T3

ES2882474T3 - Fabricación de chips de vegetales

Info

Publication number: ES2882474T3
Application number: ES18811452T
Authority: ES
Inventors: Ahmed Khan
Original assignee: Frito Lay Trading Co GmbH
Current assignee: Frito Lay Trading Co GmbH
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2021-12-02
Anticipated expiration: 2038-11-14
Also published as: US10933551B2; EP3710210A1; GB2568316A; WO2019096819A1; US20200361108A1; GB201718820D0; EP3710210B1

Abstract

Un aparato (52) para cortar rebanadas de vegetales, comprendiendo el aparato (52): un cabezal de corte de forma anular (54), una pluralidad de cuchillas (58) que se montan en serie alrededor del cabezal de corte (54), teniendo cada cuchilla (58) un borde cortante (60) que se extiende sustancialmente hacia arriba y se separa del cabezal de corte (54) para proporcionar un espacio (62), que se extiende en una dirección radial, entre el borde cortante (60) y el cabezal de corte (54), un impulsor central (64) que se monta coaxialmente con el cabezal de corte (54) para girar alrededor de un eje dentro del cabezal de corte (54) para suministrar vegetales radialmente hacia fuera desde un centro del impulsor (64) hacia el cabezal de corte (54), teniendo el impulsor (64) una base (66) con una superficie superior (68) a través de la cual los vegetales, en uso, se suministran al cabezal de corte (54), una cubierta (70) que tiene una abertura de suministro de vegetales (72) que se coloca encima de la base (66), y una pluralidad de elementos de orientación radial que se montan en serie dentro del impulsor (64) entre la base (66) y la cubierta (70) para definir una pluralidad de zonas de corte que se ubican alrededor del impulsor (64), estando cada zona de corte entre los elementos de orientación adyacentes, y un dispositivo aspersor de chorro de agua (80) que se monta en la base (66) del impulsor (64) y se alinea con el eje, comprendiendo el dispositivo aspersor de chorro de agua (80) un montículo elevado (82) que tiene una pared exterior (84) que rodea una pared interior (86) que define una depresión central (88), extendiéndose la pared exterior (84) hacia abajo y hacia fuera desde un borde anular (90) entre la depresión central (88) y la pared exterior (84), caracterizado porque el dispositivo aspersor de chorro de agua (80) comprende una pluralidad de canales sustancialmente orientados de forma radial (96) que se proporcionan en serie alrededor del montículo elevado (82), entendiéndose cada canal (96) hacia fuera desde una entrada del canal (98) dentro de la depresión central (88) a una salida del canal (100) en la pared exterior (84).

Description

DESCRIPCIÓN

Fabricación de chips de vegetales

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un aparato para cortar rebanadas de vegetales y a un procedimiento de producción de rebanadas de vegetales para la fabricación de chips de vegetales. La presente invención tiene una aplicación particular en la fabricación de chips de patatas a partir de rebanadas de patata cortadas.

Descripción de la técnica anterior

En la fabricación de chips de patatas, las patatas se cortan en rebanadas y, después de la cocción, por ejemplo, freír y sazonar posteriormente, se producen chips de patatas que luego se envasan para el consumidor. Los chips hechos a partir de otros vegetales también se elaboran mediante el uso de este procedimiento.

Se conoce muy bien el empleo de un aparato cortador giratorio para cortar patatas u otros vegetales en finas rebanadas para la fabricación de chips de patatas o chips de vegetales. Un aparato cortador bien conocido, que se ha usado durante más de 50 años, comprende un cabezal de corte de forma anular y un ensamble impulsor central que se monta coaxialmente para girar dentro del cabezal de corte para suministrar productos alimenticios, como patatas, de manera radial hacia fuera en dirección al cabezal de corte.

Una serie de cuchillas se monta de forma anular alrededor del cabezal de corte y los bordes cortantes de la cuchilla se extienden sustancialmente de manera circunferencial pero ligeramente de manera radial hacia dentro en dirección al ensamble impulsor. Cada cuchilla está sujeta al cabezal de corte para proporcionar un espacio, que se extiende en una dirección radial, entre el borde cortante de la cuchilla y el cabezal. El espacio define el grosor de las rebanadas de patata que se forman por el cortador.

Con referencia a las Figuras 1 a 3, un dispositivo como el conocido del documento US2007/240550 proporciona un aparato cortador de rebanadas de patata 2 conocido que comprende un cabezal de corte de forma anular 4. El cabezal de corte 4 incluye una pared cilíndrica 6 en la que una pluralidad de cuchillas 8 se montan en serie de forma anular alrededor del cabezal de corte 4. Los bordes cortantes de la cuchilla 10 se extienden sustancialmente de forma circunferencial pero ligeramente de forma radial hacia dentro. Cada cuchilla 8 tiene un borde cortante 10 que se extiende sustancialmente de forma vertical hacia arriba. El borde cortante puede ser plano, para cortar rebanadas planas, u ondulado, para cortar rebanadas de corte ondulado. Pueden emplearse otras configuraciones de cuchillas, como se conocen en la técnica. Los bordes cortantes 10 se extienden sustancialmente de forma circunferencial pero ligeramente de forma radial hacia dentro. Cada borde cortante 10 se separa del cabezal de corte 4 para proporcionar un espacio 12 respectivo, que se extiende en una dirección sustancialmente radial, entre el borde cortante 10 y el cabezal de corte 4. El espacio 12 define un grosor de rebanada a cortar por el aparato cortador de chips de patatas 2. El ancho del espacio 12 puede variarse al reajustar la posición de la cuchilla 8 en un respectivo soporte de cuchilla 13, que incluye

Para reducir la pérdida de rendimiento, típicamente se usa un suministro de agua dentro de la operación de corte. Se dirige una corriente de agua hacia abajo en el centro del impulsor 14 junto con el suministro de patatas que se van a cortar. El suministro de agua se proporciona para limpiar el cabezal de corte durante la operación de corte y para lubricar la función de corte.

Como se muestra en la Figura 3, en el centro del impulsor 14 se ajusta un cono de salpicadura cónico 30 sobre la base 16. El cono de salpicadura cónico 30 es de planta circular y comprende un montículo elevado 36. El montículo elevado 36 tiene una depresión cónica central 32 definida por una pared interior 34 rodeada por una pared exterior troncocónica 38 que se extiende hacia abajo y hacia fuera desde un borde anular 40 entre la depresión cónica central 32 y la pared exterior 38.

En uso, la corriente de agua se dirige hacia abajo en la depresión cónica central 32. Cuando el agua impacta en la pared interior 34, y típicamente también, al menos parcialmente, en la pared exterior 38, el agua se salpica hacia arriba y hacia fuera en dirección a las cuchillas 8. El suministro de agua a alta velocidad a las cuchillas 8 proporciona la limpieza deseada del cabezal de corte 4 durante la operación de corte y la lubricación de la función de corte. Un problema particular con el aparato conocido como se describe anteriormente es el requisito de una alta tasa de suministro de agua para proporcionar una limpieza eficaz del cabezal de corte durante la operación de corte y lubricación de la función de corte, para controlar la pérdida de rendimiento. Un aparato comercial conocido típico como se describe anteriormente con referencia a las Figuras 1 a 3 requiere un caudal de agua de 11 litros por minuto para proporcionar una limpieza y lubricación efectivas, y un control efectivo de la pérdida de rendimiento.

Existe una necesidad en la técnica de lograr una reducción en el uso de agua del aparato mientras se proporciona aún una limpieza y lubricación efectivas de las superficies de corte y sin impactar negativamente (es decir, aumentar) la pérdida de rendimiento.

La presente invención tiene como objetivo, al menos parcialmente, satisfacer esta necesidad en la técnica de métodos y aparatos para fabricar vegetales, por ejemplo, patatas, rebanadas y chips elaboradas a partir de ellos.

La presente invención tiene como objetivo en particular proporcionar un procedimiento y un aparato para la fabricación de vegetales, por ejemplo, patatas, rebanadas y chips elaboradas a partir de ellos, que pueden lograr la combinación de una baja pérdida de rendimiento y un bajo consumo de agua.

La presente invención tiene como objetivo además proporcionar un procedimiento y un aparato para fabricar vegetales, por ejemplo, patatas, rebanadas y chips elaboradas a partir de ellos, que emplean un aparato cortador giratorio, cuyo aparato comprende un cabezal de corte de forma anular y un ensamble impulsor central que se monta coaxialmente para girar dentro del cabezal de corte, que consume menos agua que los aparatos cortadores giratorios conocidos, pero sin comprometer la productividad ni la pérdida de rendimiento.

La presente invención también tiene como objetivo proporcionar un procedimiento y un aparato para fabricar vegetales, por ejemplo, patatas, rebanadas y chips elaboradas a partir de ellos, que emplea un aparato cortador giratorio de este tipo que tiene un menor consumo de agua que los aparatos cortadores giratorios conocidos y sin aumentar significativamente los costos de producción o de equipo.

Sumario de la invención

En consecuencia, la presente invención, según se define en la reivindicación 1, proporciona un aparato para cortar rebanadas de vegetales, el aparato comprende: un cabezal de corte de forma anular, una pluralidad de cuchillas que se montan en serie alrededor del cabezal de corte, cada cuchilla tiene un borde cortante que se extiende sustancialmente hacia arriba y se separa del cabezal de corte para proporcionar un espacio, que se extiende en una dirección radial, entre el borde cortante y el cabezal de corte, un impulsor central que se monta coaxialmente con el cabezal de corte para girar alrededor de un eje dentro del cabezal de corte para suministrar vegetales radialmente hacia fuera desde un centro del impulsor hacia el cabezal de corte, el impulsor tiene una base con una superficie superior a través de la cual los vegetales, en uso, se suministran al cabezal de corte, una cubierta que tiene una abertura de suministro de vegetales que se ajusta sobre la base, y una pluralidad de elementos de orientación radial que se montan en serie dentro del impulsor entre la base y la cubierta para definir una pluralidad de zonas de corte que se ubican alrededor del impulsor, cada zona de corte está entre elementos de orientación adyacentes, y un dispositivo aspersor de chorro de agua que se monta en la base del impulsor y se alinea con el eje, el dispositivo aspersor de chorro de agua comprende un montículo elevado que tiene una pared exterior que rodea una pared interior que define una depresión central, la pared exterior se extiende hacia abajo y hacia fuera desde un borde anular entre la depresión central y la pared exterior, y una pluralidad de canales sustancialmente orientados de forma radial que se proporcionan en serie alrededor del montículo elevado, cada canal se extiende hacia fuera desde una entrada dentro de la depresión central y un salida en la pared exterior.

La presente invención proporciona además, como se define en la reivindicación 10, un procedimiento de producción de rebanadas de vegetales para la fabricación de chips de vegetales, el procedimiento que comprende las etapas de:

(a) proporcionar un aparato de acuerdo con la presente invención como se define en las reivindicaciones del aparato;

(b) introducir vegetales en el impulsor a través de la abertura de suministro de vegetales, el impulsor rota para suministrar los vegetales radialmente hacia fuera en dirección al cabezal de corte mediante una fuerza centrífuga en las zonas de corte; y

(c) introducir una corriente de agua en el impulsor para dirigir la corriente hacia abajo sobre el dispositivo aspersor de chorro de agua, en el que la corriente impacta la depresión central para formar una pluralidad de chorros de agua, cada chorro de agua pasa radialmente hacia fuera a través de un canal respectivo; y cortar cada vegetal en rebanadas con la pluralidad de cuchillas.

Las características preferidas del aparato y procedimiento de la presente invención se definen en las reivindicaciones dependientes.

Las realizaciones preferidas de la presente invención proporcionan una serie de ventajas y beneficios técnicos y comerciales sobre los métodos y aparatos conocidos para la fabricación de vegetales, por ejemplo, patatas, rebanadas y chips elaboradas a partir de ellos.

Primero, el procedimiento y aparato de la presente invención pueden lograr la combinación de baja pérdida de rendimiento y bajo consumo de agua en la fabricación de vegetales, por ejemplo, patatas, rebanadas y chips elaborados a partir de ellos.

En segundo lugar, el procedimiento y aparato de la presente invención pueden proporcionar un aparato cortador giratorio que tiene un consumo de agua menor que el aparato cortador giratorio conocido sin comprometer la productividad o la pérdida de rendimiento.

En tercer lugar, puede lograrse un menor consumo de agua sin aumentar significativamente los costos de producción o de equipo.

Breve descripción de los dibujos

Las realizaciones de la presente invención se describirán ahora, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales:

La Figura 1 es una vista en perspectiva lateral esquemática de un cabezal de corte de un aparato cortador de rebanadas de patata conocido;

La Figura 2 es una vista en perspectiva lateral esquemática de un impulsor conocido para montar dentro del cabezal de corte de la Figura 1;

La Figura 3 es una vista en perspectiva de un cono de salpicadura cónico conocido en el impulsor de la Figura 2; La Figura 4 es una vista en perspectiva lateral esquemática de un cabezal de corte de un aparato cortador de rebanadas de patata de acuerdo con una primera realización de la presente invención;

La Figura 5 es una vista en perspectiva lateral esquemática de un impulsor, que incorpora un dispositivo aspersor de chorro de agua, para montar dentro del cabezal de corte de la Figura 4;

La Figura 6 es una vista en perspectiva del dispositivo aspersor de chorro de agua de la Figura 5; y

Las figuras 7a a 7c son vistas en perspectiva de respectivos dispositivos aspersores de chorro de agua alternativos para su incorporación en el impulsor de la Figura 5 de acuerdo con la segunda, tercera y cuarta realización de la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferentes.

Como se muestra en las Figuras 4 a 6, un aparato cortador de rebanadas de patata 52 de acuerdo con una realización de la presente invención comprende un cabezal de corte de forma anular 54. El cabezal de corte 54 incluye una pared cilíndrica 56 en la que una pluralidad de cuchillas 58 se montan en serie de forma anular alrededor del cabezal de corte 54. Los bordes cortantes de la cuchilla 60 se extienden sustancialmente de forma circunferencial pero ligeramente de forma radial hacia dentro. Cada cuchilla 58 tiene un borde cortante 60 que se extiende sustancialmente de forma vertical hacia arriba. El borde cortante 60 puede ser plano, para cortar rebanadas planas, u ondulado, para cortar rebanadas de corte ondulado. Pueden emplearse otras configuraciones de cuchillas, como se conocen en la técnica. Los bordes cortantes 60 se extienden sustancialmente de forma circunferencial pero ligeramente de forma radial hacia dentro. Cada borde cortante 60 se separa del cabezal de corte 54 para proporcionar un espacio 62 respectivo, que se extiende en una dirección sustancialmente radial, entre el borde cortante 60 y el cabezal de corte 54. El espacio 62 define un grosor de rebanada a cortar por el aparato cortador de chips de patatas 52. El ancho del espacio 62 puede variarse al reajustar la posición de la cuchilla 58 en un soporte de cuchilla 63 respectivo, que incluye una abrazadera de cuchilla. Como se describió anteriormente, tal cabezal de corte 54 es bien conocido por su uso en la fabricación de rebanadas de patata para la fabricación de chips de patatas.

Un impulsor central 64, que se muestra por separado en la Figura 5 pero en uso ensamblado junto con el cabezal de corte 54 de la Figura 4, se monta coaxialmente para girar dentro del cabezal de corte 54 para suministrar patatas radialmente hacia fuera en dirección al cabezal de corte 54. El impulsor 64 tiene una base 66 con una superficie superior 68 a través de la cual las patatas, en uso, se suministran al cabezal de corte 54.

El aparato comprende además un motor (no se muestra) para hacer girar el impulsor 64. El motor tiene una velocidad de rotación típicamente de 180 a 260 rpm, típicamente de 220 a 250 rpm, y típicamente el impulsor 64 cuando está en funcionamiento tiene una velocidad angular de 17,5 a 27,5 radianes/segundo.

Una cubierta 70 que tiene una abertura de suministro de vegetales 72 se ajusta encima de la base 66. Una pluralidad de cuchillas del impulsor 76 se ajustan entre la base 66 y la cubierta 70. Las cuchillas del impulsor 76 se orientan radialmente y tienen una cara frontal 78 que actúa para empujar las patatas alrededor de la pared cilíndrica 56 cuando el impulsor 64 gira con respecto al cabezal de corte 54. El impulsor 64 se compone típicamente de acero inoxidable.

Cuando el impulsor central 64 y el cabezal de corte 54 se ensamblan juntos, la pared cilíndrica 56, la base 66 y la cubierta 70 definen una cavidad central 74.

En uso para hacer rebanadas de patata para la fabricación de chips de patatas, las patatas se suministran a la cavidad central 74 a través de la abertura de suministro de vegetales 72. Como se describió anteriormente, de manera alternativa pueden suministrarse y cortarse otros vegetales. Una tasa de suministro de patata típica es de 2.500 kg de patata por hora.

El impulsor 64 gira alrededor de un eje a una alta velocidad angular con respecto al cabezal de corte 54 para suministrar las patatas radialmente hacia fuera en dirección al cabezal de corte 54 mediante una fuerza centrífuga. Cada patata se acopla por una cara frontal 78 de una cuchilla giratoria del impulsor 76 que mueve la patata circunferencialmente alrededor del cabezal de corte 54. Cada patata se corta en una pluralidad de rebanadas mediante la pluralidad de cuchillas 58. La patata se corta con una cuchilla 58 para cortar una rebanada cuando la patata gira más allá de esa cuchilla 58, y luego el impulsor 64 hace girar la patata hacia la cuchilla 58 adyacente rotacionalmente y se corta una rebanada posterior con esa cuchilla 58. La fuerza centrífuga avanza radialmente hacia fuera cada patata a una posición de corte antes de una acción de corte de rebanadas posterior. Cada patata se corta sucesivamente mediante la secuencia de cuchillas 58 a medida que la patata gira alrededor de la serie anular de cuchillas 58. Esto forma una pluralidad de rebanadas de cada patata.

Se dirige una corriente de agua hacia abajo en el centro del impulsor 64, típicamente a través de la abertura de suministro de vegetales 72, junto con el suministro de vegetales que se van a cortar. El suministro de agua se proporciona para limpiar el cabezal de corte durante la operación de corte y para lubricar la función de corte. El agua puede ser agua pura o puede ser una dispersión acuosa de un aditivo antiespuma como se divulga en el documento WO-A-2015/067528.

Como se muestra en las Figuras 5 y 6, en el centro del impulsor 64, un dispositivo aspersor de chorro de agua 80 se monta en la base 66 del impulsor 64 y se alinea con el eje de rotación del impulsor 64. El dispositivo aspersor de chorro de agua 80 se fija de forma giratoria con respecto a la base 66 del impulsor 64, por ejemplo, mediante un tornillo que pasa hacia abajo a través del dispositivo aspersor de chorro de agua 80 y dentro de la base 66.

El dispositivo aspersor de chorro de agua 80 comprende un montículo elevado 82 que tiene una pared exterior 84 que rodea una pared interior 86 que define una depresión central 88. El montículo elevado 82 es de planta circular. El montículo elevado 82 se compone típicamente de acero inoxidable o, alternativamente, de un material polimérico rígido. La pared exterior 84 se extiende hacia abajo y hacia fuera desde un borde anular 90 entre la depresión central 88 y la pared exterior 84. La pared exterior 84 es troncocónica y puede tener una superficie superior 85 que es plana o convexa hacia arriba en sección transversal. La pared interior 86 es troncocónica y preferentemente tiene una superficie superior 87 que es plana en sección transversal. La depresión central 88 tiene una pared inferior central 92 sustancialmente plana que tiene una superficie superior 94 que define el centro de la depresión central 88. Sin embargo, la pared inferior central 92 puede tener un perfil tridimensional de manera que sea convexa o cóncava.

Se proporciona en serie una pluralidad de canales 96 sustancialmente orientados de forma radial alrededor del montículo elevado 82. En la presente invención hay de 4 a 10 canales 96, opcionalmente de 5 a 9 canales 96. En la realización ilustrada en la Figura 6, hay 9 canales 96.

Cada canal 96 se extiende hacia fuera desde una entrada del canal 98 dentro de la depresión central 88 hasta una salida del canal 100 en la pared exterior 84. La salida del canal 100 está radialmente hacia fuera del borde anular 90. Cada canal 96 es un canal 96 con la parte superior abierta, y el borde anular 90 se divide en una serie de porciones de borde anular 102 por los canales 96. Los canales 96 tienen una superficie interior 104 parcialmente cilíndrica.

En la realización ilustrada, los canales 96 son rectos y se extienden en una dirección radial. Además, en la realización ilustrada, los canales 96 tienen una superficie inferior 106 que se inclina hacia arriba con respecto a un plano ortogonal al eje, cuyo plano es típicamente paralelo a la superficie superior 68 de la base 66. La superficie inferior 106 puede tener un ángulo constante con respecto al eje o puede curvarse hacia arriba, y, en cualquier caso, opcionalmente, el ángulo de inclinación hacia arriba es de 5 a 30° con respecto al plano ortogonal al eje.

En una segunda realización, como se muestra en la Figura 7a, hay 5 canales 116. Los canales 116 están curvados y se extienden en una dirección sustancialmente radial. Típicamente, los canales 116 tienen forma de arco. La curvatura de los canales 116 es alrededor de un eje que se extiende sustancialmente a lo largo o se alinea con el eje de rotación del impulsor 64. Los canales curvados 116 están curvados todos en la misma dirección de rotación. De nuevo, cada canal 116 se extiende hacia fuera desde una entrada del canal dentro de la depresión central hasta una salida del canal en la pared exterior. La salida del canal coincide al menos en parte con el borde anular. Cada canal 116 es un canal 116 con la parte superior abierta, y el borde anular se divide en una serie de porciones de borde anular por los canales 116. Los canales 116 tienen una superficie interior parcialmente cilíndrica. En la realización ilustrada, los canales 116 tienen una superficie inferior que se inclina hacia arriba con respecto a un plano ortogonal al eje. La superficie inferior puede tener un ángulo constante con respecto al eje.

En una tercera realización, como se muestra en la Figura 7b, hay 9 canales 126. Los canales 126 son rectos y se extienden en dirección radial. De nuevo, cada canal 126 se extiende hacia fuera desde una entrada del canal dentro de la depresión central hasta una salida del canal en la pared exterior. La salida del canal coincide al menos en parte con el borde anular. Cada canal 126 es un canal 126 con la parte superior abierta, y el borde anular se divide en una serie de porciones de borde anular por los canales 126. Los canales 126 tienen una superficie interior parcialmente cilíndrica. En la realización ilustrada, los canales 126 tienen una superficie inferior que se inclina hacia arriba con respecto a un plano ortogonal al eje. La superficie inferior puede tener un ángulo constante con respecto al eje.

En una cuarta realización, como se muestra en la Figura 7c, hay 8 canales 136. Los canales 136 tienen una porción interior 132 que es recta y se extiende en una dirección radial y una porción exterior 134 que está curvada y se extiende en una dirección sustancialmente radial. Típicamente, la porción exterior curvada 134 tiene forma de arco. Las porciones exteriores curvadas 134 están todas curvadas en la misma dirección de rotación. De nuevo, cada canal 136 se extiende hacia fuera desde una entrada del canal dentro de la depresión central hasta una salida del canal en la pared exterior. La salida del canal se ubica radialmente hacia fuera del borde anular. Cada canal 136 es un canal 136 con la parte superior abierta, y el borde anular se divide en una serie de porciones de borde anular por los canales 136. Los canales 136 tienen una superficie interior parcialmente cilíndrica. En la realización ilustrada, los canales 136 tienen una superficie inferior que se inclina hacia arriba con respecto a un plano ortogonal al eje. La superficie inferior puede tener un ángulo constante con respecto al eje.

En cualquiera de las realizaciones, los canales pueden tener una superficie inferior que sea sustancialmente ortogonal al eje. Alternativamente, en cualquiera de las realizaciones, los canales pueden tener una porción interior que tiene un primer ángulo con respecto al eje y una porción exterior que tiene un segundo ángulo con respecto al eje, el primer y el segundo ángulo son diferentes, y el primer ángulo está típicamente en un ángulo agudo mayor con respecto al eje que el segundo ángulo.

En cualquiera de las realizaciones en las que los canales tienen una superficie inferior que se inclina hacia arriba con respecto a un plano ortogonal al eje, ese plano es típicamente paralelo y a la superficie superior de la base, y la superficie inferior tiene un ángulo constante con respecto a el eje, la superficie inferior se inclina hacia arriba con respecto a un plano ortogonal al eje en un ángulo de 5 a 30°, opcionalmente de 10 a 20°.

Típicamente, la pared interior troncocónica tiene un ángulo de 50 a 80°, opcionalmente de 60 a 70°, con el eje. El dispositivo aspersor de chorro de agua 80 puede tener una dimensión externa en planta, por ejemplo, un diámetro externo, de 20 a 200 mm, típicamente de 50 a 150 mm. El dispositivo aspersor de chorro de agua 80 puede tener una altura de 10 a 50 mm, opcionalmente de 15 a 25 mm.

En cualquiera de las realizaciones, típicamente, la depresión central 88 tiene un ancho o diámetro de 10 a 50 mm, opcionalmente de 25 a 45 mm, típicamente de 30 a 40 mm, y/o la pared inferior central 92, si está presente, que puede ser plana o perfilada tridimensionalmente, tiene un ancho o diámetro de 5 a 20 mm, opcionalmente alrededor de 15 mm.

En cualquiera de las realizaciones, típicamente, (i) los canales 96, 116, 126, 136 tienen un ancho y/o altura y/o diámetro de 3 a 10 mm, opcionalmente de 4 a 7 mm, y/o (ii) los canales 96, 116, 126, 136 tienen una longitud de 10 a 40 mm, opcionalmente de 15 a 25 mm. Los canales 116 en forma de arco y la porción exterior curvada 134 en forma de arco de cada canal 136 pueden tener un radio de arco de 20 a 40 mm.

El aparato se usa en un procedimiento de producción de rebanadas de vegetales para la fabricación de chips de vegetales, típicamente patatas.

En el procedimiento, los vegetales, como las patatas, se introducen en el impulsor 64 a través de la abertura de suministro de vegetales 72. El impulsor 64 gira para suministrar los vegetales radialmente hacia fuera en dirección al cabezal de corte 54 mediante una fuerza centrífuga en las zonas de corte. Típicamente, el impulsor 64 se hace girar a una velocidad de rotación de 180 a 260 rpm o de 220 a 250 rpm, por ejemplo, para girar a una velocidad angular de 17,5 a 27,5 radianes/segundo. Cada vegetal se corta en rebanadas mediante la pluralidad de cuchillas 8, y las rebanadas salen hacia fuera del cabezal de corte 54.

Se suministra una corriente de agua al impulsor 64 para dirigir la corriente hacia abajo sobre el dispositivo aspersor de chorro de agua 80 y hacia la depresión central 88. Típicamente, la corriente de agua sale por una boquilla 69 que se ubica a una distancia de 100 a 300 mm por encima del dispositivo aspersor de chorro de agua 80. Típicamente, la corriente de agua tiene un caudal volumétrico de 1 a 15 litros/minuto, opcionalmente de 2 a 6 litros/minuto. Típicamente, la corriente de agua tiene una velocidad de 0,5 a 15 metros/segundo al impactar el dispositivo aspersor de chorro de agua 80. Típicamente, la corriente de agua tiene un caudal de masa que es del 5 al 15 % del caudal de masa de los vegetales que se introducen al impulsor 64.

La corriente de agua impacta la pared interior 86 y, típicamente, también al menos de manera parcial la pared exterior 84. El agua impacta en la depresión central 88 para formar una pluralidad de chorros de agua, cada chorro de agua pasa radialmente hacia fuera a través de un canal respectivo 96, 116, 126, 136. El agua se lanza hacia arriba y radialmente hacia fuera en dirección a las cuchillas 8. Cada chorro de agua incluye un flujo de agua que entró en la entrada del canal 100 dentro de la depresión central 88 a una velocidad relativamente baja en una dirección radial y salió de la salida del canal 100 en la pared exterior 84 a una velocidad relativamente alta en una dirección radial. En otras palabras, los canales 96, 116, 126, 136 se ubican y configuran para aumentar la velocidad de los chorros de agua en una dirección radial. La pluralidad de chorros de agua impacta individualmente en una superficie cilíndrica interna del cabezal de corte 4. Alternativamente, la pluralidad de chorros de agua se combina para formar un chorro combinado que impacta sobre una superficie cilíndrica interna del cabezal de corte 4.

El canal constreñido 96, 116, 126, 136 hace que el agua forme chorros de agua a alta velocidad. La inclinación de los canales 96, 116, 126, 136 al plano ortogonal al eje puede hacer que el chorro se dirija hacia arriba en un ángulo mínimo de inclinación deseado con respecto a la base 66 del impulsor 64. Esto proporciona un suministro controlado de chorros de agua a alta velocidad hacia las cuchillas 8.

El impulsor 64 gira a una alta velocidad angular y, en consecuencia, los chorros de agua tienen una alta velocidad angular. Cada chorro de agua forma una cortina de agua radial giratoria que gira rápidamente para limpiar las sucesivas cuchillas 8 para proporcionar la limpieza deseada del cabezal de corte 4 durante la operación de corte y lubricación de la función de corte.

En las realizaciones preferentes, se divulga un cabezal de corte 4 particular. Sin embargo, la presente invención puede utilizarse con una amplia variedad de diferentes formas y dimensiones de cabezales de corte.

Además, en la realización ilustrada de la invención, el cabezal de corte 4 está estacionario y el impulsor 64 gira dentro del cabezal de corte estacionario 4. En realizaciones alternativas de la invención, el cabezal de corte también gira y el impulsor gira dentro del cabezal de corte giratorio, con el cabezal de corte y el impulsor que giran en la misma dirección de giro, pero a diferentes velocidades de giro o giran en direcciones de giro opuestas.

Además, la presente invención puede utilizarse con varias formas y configuraciones de cuchillas y, en consecuencia, el cabezal de corte puede usarse con cuchillas planas lineales, como para fabricar chips de patatas convencionales, o cuchillas perfiladas, como para fabricar chips de patatas en forma de cortes ondulados u otros tridimensionales. El cabezal de corte de las realizaciones preferentes de la invención puede ser del tipo de dos anillos o de un solo anillo.

La presente invención se ilustrará ahora además con referencia a los ejemplos no limitantes siguientes.

Ejemplo Comparativo 1

Se empleó un aparato cortador de rebanadas de patata que tiene la estructura de las Figuras 1 a 3, en particular que tiene un cono de salpicadura cónico con la estructura descrita anteriormente y que se ilustra en la Figura 3, para cortar rebanadas de patata para la fabricación de chips de patatas.

El impulsor se hizo girar a una velocidad angular de 235 rpm. Se suministraron patatas peladas a la cavidad central a una velocidad de 2.500 kg/h y se dirigió una corriente de agua hacia abajo sobre el centro del cono de salpicadura a una velocidad de flujo de agua de 11 litros/minuto. La corriente de agua que golpeaba el cono de salpicadura se dirigía radialmente hacia fuera y hacia arriba para formar un aspersor de agua continuo a alta velocidad contra la superficie cilíndrica interior del impulsor, que de ese modo suministraba agua a las cuchillas de corte. Se encontró que el caudal de agua de 11 litros/minuto era el caudal mínimo para lograr una pérdida de rendimiento mínima deseada y para lograr una limpieza y lubricación efectivas de la cuchilla durante el procedimiento de corte.

Ejemplo 1

El aparato cortador de rebanadas de patata usado en el Ejemplo Comparativo 1 se modificó al reemplazar el cono de salpicadura cónico que tiene la estructura de la Figura 3 por el dispositivo aspersor de chorro de agua que tiene la estructura que se ilustra en la realización de las Figuras 4, 5 y 6.

El dispositivo aspersor de chorro de agua tenía 9 canales rectos que se extendían radialmente hacia fuera desde la depresión central definida por una pared interior troncocónica. La superficie inferior del canal se inclinó hacia arriba con respecto a un plano ortogonal al eje en un ángulo de aproximadamente 15°. La pared interior troncocónica formaba un ángulo de aproximadamente 75° con el eje. El dispositivo aspersor de chorro de agua tenía un diámetro externo de aproximadamente 110 mm y una altura de aproximadamente 18 mm. La depresión central tenía un diámetro de aproximadamente 35 mm y la pared inferior central era plana y tenía un diámetro de aproximadamente 15 mm. Los canales tenían la parte superior abierta y eran parcialmente cilíndricos con un diámetro de aproximadamente 5 mm y una longitud de aproximadamente 20 mm.

El impulsor se hizo girar nuevamente a una velocidad angular de 235 rpm. Se volvieron a suministrar patatas peladas a la cavidad central a una velocidad de 2.500 kg/h y se dirigió una corriente de agua hacia abajo sobre el centro del dispositivo aspersor de chorro de agua.

Sin embargo, en el Ejemplo 1, la corriente de agua se dirigió hacia abajo sobre el centro del dispositivo aspersor de chorro de agua a un caudal de agua de sólo 4 litros/minuto.

La corriente de agua que golpeaba el dispositivo aspersor de chorro de agua se dirigía radialmente hacia fuera y hacia arriba para formar una serie de chorros de agua de alta velocidad orientados radialmente que impactaban contra la superficie cilíndrica interior del impulsor, que de ese modo suministraba agua a las cuchillas de corte.

Mediante el uso del dispositivo aspersor de chorro de agua, se encontró que el caudal de agua de 4 litros/minuto era el caudal mínimo para lograr la misma pérdida de rendimiento mínima deseada y para lograr la misma limpieza y lubricación efectivas de la cuchilla durante el procedimiento de corte que se logró mediante el uso del flujo de agua más alto de 4 litros/minuto al usar el cono de salpicadura cónico de la Figura 3.

Por lo tanto, se encontró que el dispositivo aspersor de chorro de agua de la presente invención lograba una reducción del 63 % en volumen en el consumo de agua para cortar las rebanadas de patata sin comprometer la productividad o la pérdida de rendimiento.

Para una gran operación de fabricación de chips de patatas, esta reducción en el consumo de agua proporcionaría un ahorro significativo en el recurso natural de agua, que es ambientalmente deseable, y también contribuiría a reducir significativamente los costos de producción a un bajo costo de capital.

Otras modificaciones del aparato cortador de rebanadas de patata de las realizaciones preferentes de la presente invención resultarán evidentes para los expertos en la técnica.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato (52) para cortar rebanadas de vegetales, comprendiendo el aparato (52):

un cabezal de corte de forma anular (54), una pluralidad de cuchillas (58) que se montan en serie alrededor del cabezal de corte (54), teniendo cada cuchilla (58) un borde cortante (60) que se extiende sustancialmente hacia arriba y se separa del cabezal de corte (54) para proporcionar un espacio (62), que se extiende en una dirección radial, entre el borde cortante (60) y el cabezal de corte (54),

un impulsor central (64) que se monta coaxialmente con el cabezal de corte (54) para girar alrededor de un eje dentro del cabezal de corte (54) para suministrar vegetales radialmente hacia fuera desde un centro del impulsor (64) hacia el cabezal de corte (54), teniendo el impulsor (64) una base (66) con una superficie superior (68) a través de la cual los vegetales, en uso, se suministran al cabezal de corte (54), una cubierta (70) que tiene una abertura de suministro de vegetales (72) que se coloca encima de la base (66), y una pluralidad de elementos de orientación radial que se montan en serie dentro del impulsor (64) entre la base (66) y la cubierta (70) para definir una pluralidad de zonas de corte que se ubican alrededor del impulsor (64), estando cada zona de corte entre los elementos de orientación adyacentes, y un dispositivo aspersor de chorro de agua (80) que se monta en la base (66) del impulsor (64) y se alinea con el eje, comprendiendo el dispositivo aspersor de chorro de agua (80) un montículo elevado (82) que tiene una pared exterior (84) que rodea una pared interior (86) que define una depresión central (88), extendiéndose la pared exterior (84) hacia abajo y hacia fuera desde un borde anular (90) entre la depresión central (88) y la pared exterior (84),

caracterizado porque el dispositivo aspersor de chorro de agua (80) comprende una pluralidad de canales sustancialmente orientados de forma radial (96) que se proporcionan en serie alrededor del montículo elevado (82), entendiéndose cada canal (96) hacia fuera desde una entrada del canal (98) dentro de la depresión central (88) a una salida del canal (100) en la pared exterior (84).

2. El aparato (52) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada canal (96) es un canal abierto en la parte superior, en el que opcionalmente el borde anular (90) se divide en una serie de porciones de borde anular (102) por los canales (96).

3. El aparato (52) de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que los canales (96) son rectos y se extienden en una dirección radial.

4. El aparato (52) de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que los canales:

(a) están curvados y se extienden en una dirección sustancialmente radial, preferentemente en el que los canales tienen forma de arco, con mayor preferencia en el que los canales en forma de arco tienen un radio del arco de 20 a 40 mm; y/o

(b) tienen una porción interior (132) que es recta y se extiende en una dirección radial y una porción exterior (134) que está curvada y se extiende en una dirección sustancialmente radial, preferentemente en el que la porción exterior tiene forma de arco, con mayor preferencia en el que la porción exterior curvada en forma de arco de cada canal tiene un radio del arco de 20 a 40 mm.

5. El aparato (52) de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que los canales (96):

(c) tienen una superficie inferior (106) que es sustancialmente ortogonal al eje; y/o

(d) tienen una superficie inferior (106) que:

(i) se inclina hacia arriba con respecto a un plano ortogonal al eje, preferentemente en el que el ángulo de inclinación hacia arriba es de 5 a 30° con respecto al plano ortogonal al eje, con mayor preferencia en el que el ángulo de inclinación hacia arriba es de 10 a 20° con respecto al plano ortogonal al eje; y/o

(ii) está curvada hacia arriba; y/o

(e) tienen una superficie inferior (106) que tiene un ángulo constante con respecto al eje; y/o

(f) tienen una porción interior (132) que tiene un primer ángulo con respecto al eje y una porción exterior (134) que tiene un segundo ángulo con respecto al eje, siendo el primer y el segundo ángulo diferentes, preferentemente en el que el primer ángulo es en un ángulo agudo mayor con respecto al eje que el segundo ángulo; y/o

(g) tienen una superficie interior parcialmente cilíndrica (104); y/o

(h) tienen un ancho y/o altura y/o diámetro de 3 a 10 mm; preferentemente en el que los canales (96) tienen un ancho y/o altura y/o diámetro de 4 a 7 mm; y/o

(i) tienen una longitud de 10 a 40 mm, preferentemente en el que los canales (96) tienen una longitud de 15 a 25 mm.

6. El aparato (52) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que hay de 2 a 10 canales (96); preferentemente en el que hay de 4 a 10 canales (96); con mayor preferencia en el que hay de 5 a 9 canales (96).

7. El aparato (52) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que:

(j) la pared interior (86) es: (i) troncocónica; preferentemente en el que la pared interior (86) forma un ángulo de 50 a 80° con el eje, con mayor preferencia en el que la pared interior (86) está en un ángulo de 60 a 70° con el eje; y/o

(k) la pared exterior (84) es troncocónica.

8. El aparato (52) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la depresión central (88): (l) tiene un ancho de 10 a 50 mm, preferentemente en el que la depresión central (88) tiene un ancho de 25 a 45 mm, con mayor preferencia en el que la depresión central (88) tiene un ancho de 30 a 40 mm; y/o

(m) tiene una pared inferior central (92) que tiene una superficie superior (94) que define el centro de la depresión central (88), preferentemente en el que la pared inferior central (92) es sustancialmente plana y/u opcionalmente en el que la pared inferior central (92) tiene un ancho de 5 a 20 mm, preferentemente en el que la pared inferior central (92) tiene un ancho de aproximadamente 15 mm.

9. El aparato (52) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el montículo elevado (82): (n) es de planta circular; y/o

(o) tiene una dimensión externa en planta de 20 a 200 mm, preferentemente en el que el montículo elevado (82) tiene una dimensión externa en planta de 50 a 150 mm; y/o

(p) tiene una altura de 10 a 50 mm, preferentemente en el que el montículo elevado (82) tiene una altura de 15 a 25 mm.

10. Un procedimiento de producción de rebanadas de vegetales para la fabricación de chips de vegetales, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

(q) proporcionar un aparato (52) de acuerdo con cualquier reivindicación anterior;

(r) introducir vegetales en el impulsor (64) a través de la abertura de suministro de vegetales (72), el impulsor (64) gira para suministrar los vegetales radialmente hacia fuera en dirección al cabezal de corte (54) mediante una fuerza centrífuga en las zonas de corte; e

(s) introducir una corriente de agua en el impulsor (64) para dirigir la corriente hacia abajo sobre el dispositivo aspersor de chorro de agua (80), en el que la corriente impacta en la depresión central (88) para formar una pluralidad de chorros de agua, cada chorro de agua pasa radialmente hacia fuera a través de un canal respectivo (96, 116, 126, 136); y

(t) cortar cada vegetal en rebanadas con la pluralidad de cuchillas (58).

11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que cada chorro de agua incluye un flujo de agua que entra en la entrada del canal (98) dentro de la depresión central (88) y sale de la salida del canal (100) en la pared exterior (84); opcionalmente en el que cada chorro de agua incluye un flujo de agua que entra en la entrada del canal (98) dentro de la depresión central (88) a una primera velocidad en una dirección radial y sale de la salida del canal (100) en la pared exterior (84) a una segunda velocidad en la dirección radial que es más alta que la primera velocidad.

12. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, en el que la pluralidad de chorros de agua:

(u) impactan individualmente una superficie cilíndrica interna del cabezal de corte (54); y/o

(v) se combinan para formar un chorro combinado que impacta en una superficie cilíndrica interna del cabezal de corte (54).

13. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que la corriente de agua:

(w) tiene un caudal de masa que es del 5 al 15 % del caudal de masa de los vegetales que se introducen al impulsor (64); y/o

(x) tiene un caudal volumétrico de 1 a 15 litros/minuto; preferentemente tiene un caudal volumétrico de 2 a 6 litros/minuto y/o

(y) sale por una boquilla (69) que se ubica a una distancia de 100 a 300 mm por encima del dispositivo aspersor de chorro de agua (80); y/o

(z) tiene una velocidad de 0,5 a 15 metros/segundo al impactar el dispositivo aspersor de chorro de agua (80).

14. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en el que el impulsor (64) se gira a:

(aa) una velocidad de rotación de 180 a 260 rpm o de 220 a 250 rpm; y/o

(bb) una velocidad angular de 17,5 a 27,5 radianes/segundo.

15. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en el que los vegetales son patatas, en el que opcionalmente el caudal de masa de los vegetales es 2.500 kg por hora.