IT201800002443A1 - Impianto e metodo per l’essiccazione di prodotti alimentari - Google Patents

Impianto e metodo per l’essiccazione di prodotti alimentari Download PDF

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Description

DESCRIZIONE
del Brevetto Italiano per Invenzione Industriale dal titolo:
“IMPIANTO E METODO PER L’ESSICCAZIONE DI PRODOTTI ALIMENTARI”
CAMPO DELL'INVENZIONE
L’invenzione ha come oggetto un metodo per essiccare frutta e verdura attraverso l’insufflaggio ascendente di aria calda ed un essiccatoio per attuare tale metodo
TECNICA ANTERIORE NOTA
La preservazione di cibi, in particolare frutta e verdura, mediante essiccazione è un metodo noto da tempo.
Mediante il processo di essiccazione viene eliminata una certa quantità d’acqua aumentando in tal modo la durata di conservazione del cibo. Inoltre il processo di essiccazione, riducendo il peso ed il volume, permette una riduzione dei costi di trasporto ed anche di immagazzinamento.
L’essiccazione del prodotto avviene normalmente mediante evaporazione del contenuto acquoso provocata dal calore somministrato tramite getti di aria calda e secca con contemporanea eliminazione del vapore prodotto. Ovviamente possono essere impiegati anche altri metodi di somministrazione del calore.
Nel caso di essiccazione mediante getti di aria calda, questa, dopo essere stata opportunamente trattata mediante impianti di condizionamento, investe forzatamente il prodotto da trattare essiccandolo.
Il processo di essiccazione può avere effetti negativi sul colore del prodotto e sulla sua consistenza, in generale può portare ad un impoverimento di tutte le sue caratteristiche organolettiche.
Tali effetti negativi sono dovuti soprattutto alle temperature in uso che possono essere troppo alte ma anche necessarie per ottenere una appropriata essiccazione in tempi rapidi, mentre una temperatura troppo bassa dell’aria potrebbe portare ad un insufficiente eliminazione dell’umidità.
Altri svantaggi dei metodi in uso possono riguardare una esposizione non uniforme della superficie del prodotto ed anche problemi d’igiene per cui il sistema usato per l’essiccazione dovrebbe essere continuamente ripulito.
E’ quindi necessario un continuo miglioramento dei sistemi addetti all’essicazione onde migliorare la qualità dei prodotti alimentari, miglioramento basato su una più equilibrata distribuzione di temperature, con temperature di picco moderate, con processi i più naturali possibili in modo da preservare tutte le proprietà organolettiche del prodotto.
Uno scopo della presente invenzione è quindi quello di fornire un sistema ed un metodo di essiccazione di prodotti alimentari che preservi tutte le qualità organolettiche del prodotto.
Ulteriore scopo della presente invenzione è la fornitura di un sistema per l’essiccazione di prodotti alimentari, in particolare di frutta e verdura, che sia in grado di auto pulirsi in automatico al termine di ogni ciclo lavorativo.
BREVE RIASSUNTO DELL'INVENZIONE
La presente invenzione pertanto, si propone di raggiungere gli scopi sopra descritti mediante un impianto per l’essiccazione di prodotti alimentari, in particolare di prodotti ortofrutticoli, detto impianto comprendendo:
a) un modulo aerotermico per il trattamento continuo dell’aria in grado di fornire aria calda in movimentazione forzata con flusso trasversale ascendente, con una portata, una temperatura ed un grado di umidità controllata,
b) un modulo di essiccazione continuo comprendente una serie di nastri trasportatori che si muovono in continuo all’interno di una camera di essiccazione su piani paralleli sovrapposti, con l’ultimo piano situato più in alto e con il primo piano situato più in basso, detti nastri trasportatori avendo direzione di moto alternata e velocità diversa per ogni piano, ove detto modulo di essiccazione continuo è associato a mezzi per generare un flusso unidirezionale di aria ascendente preriscaldata e controllata in grado di investire ognuno di detti nastri trasportatori.
Ulteriore aspetto dell’invenzione è un metodo per l’essiccazione di prodotti alimentari, in particolare ortofrutticoli, in condizioni di minimo stress per il prodotto, metodo che comprende l’uso di aria calda a basse temperature e bassa umidità, ed in cui il prodotto è sottoposto a vari cicli di trattamento.
Ogni ciclo comprende una fase di evaporazione dell’acqua che avviene alla massima temperatura e portata del flusso d’aria immesso trasversalmente con moto circolatorio, che attraversa il prodotto dal basso verso l’alto in maniera ascendente.
Il modulo di essiccazione è dotato di sonde di temperatura e di umidità all’ingresso ed all’uscita dell’aria, con vaschetta di raccolta delle acque di lavaggio.
La struttura del modulo di essiccazione è in acciaio inossidabile ed i nastri trasportatori sono in termoplastica modulare resistenti al calore e facilmente lavabili.
Ulteriori caratteristiche dell'invenzione sono desumibili dalle rivendicazioni dipendenti.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un essiccatore atto a consentire l’essiccazione di prodotti ortofrutticoli conservandone tutte le proprietà organolettiche, essiccatore illustrato, a titolo esemplificativo ma non esclusivo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui:
La Fig. 1 costituisce una rappresentazione dell’essiccatore secondo l’invenzione vista in sezione longitudinale.
La Fig. 2 costituisce una rappresentazione schematica del percorso effettuato dai singoli pezzi del prodotto da essiccare.
La Fig. 3a rappresenta, in sezione trasversale, l’essiccatore delle figure precedenti ove è stata evidenziata una rappresentazione dei valori locali di temperatura del flusso d’aria cui è sottoposto il prodotto durante il suo percorso;
La Fig. 3b rappresenta, in sezione trasversale, l’essiccatore delle figure precedenti; e
La Fig. 4 costituisce una rappresentazione del dettaglio dei nastri trasportatori dei prodotti.
Gli stessi numeri di riferimento nelle figure indicano gli stessi elementi o componenti.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI ALCUNE FORME DI REALIZZAZIONE DELLA PRESENTE INVENZIONE
L’invenzione verrà ora descritta con iniziale riferimento alla figura 1 ove è rappresentato un impianto di essiccazione, globalmente indicato come il riferimento numerico 100 secondo una sezione longitudinale.
L’impianto di essiccazione 100 è diviso in tre parti principali: un modulo di trattamento dell’aria in continuo 1, detto anche modulo aerotermico, un modulo di essiccazione continuo 2, ed un modulo di lavaggio automatico 3.
Il modulo di trattamento dell’aria 1, situato nella parte alta dell’essiccatoio 100 è composto da: un recuperatore di calore alettato in alluminio 20, due batterie di scambio termico 21, poste lateralmente rispetto alla camera di essiccazione dell’essiccatoio 100, ove dette batterie sono presenti in corrispondenza di ogni modulo aerotermico 1 ed un ventilatore 22 che aspira verticalmente aria calda e secca per ogni modulo.
Ogni modulo aerotermico 1 prevede anche un ventilatore di recupero calore 23 che ha anche la funzione di non far affaticare le due batterie di scambio termico 21, e di abbattere il consumo energetico con evidenti vantaggi.
Tale modulo aerotermico 1 ha la funzione di fornire aria calda e secca con un flusso verticale ascendente e in movimentazione forzata attraverso il prodotto, in maniera uniforme.
L’aria calda che perviene ai nastri trasportatori 10 (meglio descritti nel seguito) nella zona bassa del modulo di essiccazione 2, passa attraverso il prodotto 6 in modo ascendente verso il modulo aerotermico 1 per essere di nuovo sottoposta a ciclo e rinviata verso i nastri trasportatori0 sottostanti.
Il modulo di essiccazione 2 è composto da una pluralità di nastri trasportatori continui 10 posti su vari livelli sovrapposti e sistemati all’interno di una camera di essiccazione del modulo di essiccazione 2.
I nastri trasportatori 10 sono dotati di apposite guide di scorrimento in acciaio Inox e tappeti in termoplastica modulare resistenti al calore, adatti all’uso alimentare e facilmente lavabili. La direzione di movimento dei vari nastri trasportatori 10 è alternata, ovvero la direzione di movimento di un nastro trasportatore 10 è opposta a quella del nastro trasportatori 10 che si trova al livello superiore od al livello inferiore.
Come visibile ad esempio in Fig. 4, il prodotto 6, portato al livello più alto da un nastro elevatore 24 (visibile in Fig. 1) viene scaricato, sul primo nastro trasportatore 10, che incontra il flusso di aria calda proveniente dal basso.
Alla fine di questo nastro il prodotto 6 cade, capovolgendosi sul nastro sottostante, la cui direzione di movimento è opposta a quella del primo nastro 35, incontrando aria più calda e umida proveniente dal basso.
Alla fine di questo nastro il prodotto 6 cade, capovolgendosi di nuovo, sul nastro sottostante che si muove in direzione opposta a quella del nastro sovrastante, dove viene reinvestita da aria, sempre proveniente dal basso, più calda e meno umida.
In questo modo il prodotto, sottoposto a continui cambi di direzioni ed esposto al flusso di aria calda sempre più calda e secca, arriva al nastro trasportatore 25 inferiore da dove viene scaricato fuori dall’essiccatore 2.
Al termine del ciclo lavorativo l’intero sistema si pulisce in automatico, grazie ad una tubazione che convoglia acqua in moto continuo sui vari piani della macchina per caduta.
Il modulo di lavaggio è costituito da una vaschetta di raccolta delle acque 26 (Fig. 1) posizionata nella parte terminale e sottostante dell’essiccatoio 1, da una pompa di sollevamento, da una serpentina chiusa per il passaggio dell’acqua calda o del vapore e da una tubazione 27 (Fig.3) con appositi fori per la distribuzione dell’acqua di lavaggio arricchita di eventuale detergente sanificante e da opportune tubazioni 30.
Il metodo di essiccazione in accordo all’invenzione si basa sull’asportazione dell’umidità dai prodotti alimentari tramite moto circolatorio trasversale ascendente di aria calda secca; il tutto avviene a temperature relativamente basse: si tratta di un processo del tutto naturale tale da preservare le proprietà e le caratteristiche organolettiche degli alimenti.
Il metodo intrapreso prevede una prima discesa del prodotto sul livello più alto. Ogni nastro ha una velocità diversa in funzione del piano a cui si trova, partendo dal più alto che è anche il più lento per arrivare all’ultimo nastro posto in basso che è il più veloce.
Il prodotto si sposta dalla zona che è investita da aria meno calda e più umida, così da non aggredire il prodotto con una conseguente, repentina cottura superficiale.
Successivamente il prodotto si sposta verso zone sempre più vicine al flusso di aria più calda e secca.
La motivazione di questo metodo è dovuta al fatto che il prodotto si riscalda per perdere acqua ad una ventilazione con portata d’aria più bassa, per poi essiccarsi gradatamente e completamente, ai livelli più bassi, dove il flusso d’aria è più forte, caldo e secco, inoltre il flusso d’aria calda, essendo trasversale ed ascendente, attraversa forzatamente le griglie dei nastri, investendo per interi il prodotto, conferendo un più uniforme grado di essiccazione con tempi ridotti rispetto a trattamenti con flussi aerotermici longitudinali ed assiali.
Il processo ciclico si divide in una prima parte che coinvolge i piani più alti con le temperature minori e termina con una seconda parte ai livelli più bassi, con temperature maggiori, umidità minori e velocità dei nastri più elevate.
La Fig. 3a rappresentata uno schema della distribuzione della temperatura nelle diverse sezioni dell’impianto 100, con la temperatura più alta in basso.
Con il riferimento numerico 28 (Fig. 3) si è indicata la zona adibita all’evaporazione.
L’impianto 100 è corredato di una pluralità di sonde o sensori per il controllo della temperatura, della umidità e della portata dell’aria e per il controllo della temperatura dell’acqua per il lavaggio.
Ovviamente all'invenzione cosi come descritta potranno essere apportate modifiche o migliorie dettate da motivazioni contingenti o particolari, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come sotto rivendicata.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto (100) per l’essiccazione di prodotti alimentari (6), in particolare prodotti ortofrutticoli, detto impianto (100) comprendendo: a) un modulo aerotermico (1) per il trattamento continuo dell’aria in grado di fornire aria calda in movimentazione forzata con flusso trasversale ascendente, con una portata, una temperatura ed un grado di umidità controllata, b) un modulo di essiccazione continuo (2) comprendente una serie di nastri trasportatori (10) che si muovono in continuo all’interno di una camera di essiccazione su piani paralleli sovrapposti, con l’ultimo piano situato più in alto e con il primo piano situato più in basso, detti nastri trasportatori (10) avendo direzione di moto alternata e velocità diversa per ogni piano, ove detto modulo di essiccazione continuo (2) è associato a mezzi per generare un flusso unidirezionale di aria ascendente preriscaldata e controllata in grado di investire ognuno di detti nastri trasportatori (10).
  2. 2. Impianto (100) secondo la rivendicazione 1, comprendente un nastro elevatore (24) per il caricamento dei prodotti (6) sul modulo essiccatore (2).
  3. 3. Impianto (100) secondo la rivendicazione 2 in cui il nastro elevatore (24) si trova in testa del modulo essiccatore (2) e serve per portare i prodotti (6) sul primo nastro trasportatore situato al piano più elevato del modulo essiccatore (2).
  4. 4. Impianto (100) secondo la rivendicazione 1, in cui il modulo di essiccazione (2) è dotato di sonde di temperatura e di umidità all’ingresso ed all’uscita dell’aria, l’impianto (100) essendo ulteriormente provvisto di un modulo di lavaggio (3) dotato di sonde di temperatura dell’acqua.
  5. 5. Impianto (100) secondo la rivendicazione 1, in cui sono previsti motori associati ad ogni singolo nastro trasportatore (10), detti motori essendo provvisti di autonomo controllo e settaggio della velocità dei nastri trasportatori (10), in modo da far sì che la velocità dei nastri trasportatori aumenti partendo dal nastro (25), situato al piano più basso, che ha la velocità minore per arrivare al nastro (35), situato al piano più alto che è azionato alla velocità maggiore.
  6. 6. Impianto (100) secondo la rivendicazione 5, in cui lungo ogni piano dei nastri trasportatori (10) esiste un gradiente di temperatura del flusso di aria con un massimo della temperatura nella parte più bassa del modulo di essiccazione, ed un minimo nella parte superiore del nastro di trasportatore (10).
  7. 7. Impianto (100) secondo la rivendicazione 5, in cui all’interno del modulo di essiccazione (2) esiste un gradiente di temperatura verticale, in cui i piani superiori hanno mediamente temperature più basse ed umidità più alte rispetto ai piani inferiori per cui il piano inferiore ha le temperature più alte ed aria secca.
  8. 8. Impianto (100) secondo la rivendicazione 1, in cui la temperatura del flusso di aria è compresa da un massimo di 80 C ̊ad un minimo di 45 ̊C.
  9. 9. Impianto (100) secondo la rivendicazione 1, in cui i prodotti (6), una volta caricati sul nastro (35) situato all’ultimo piano, continuano il loro percorso capovolgendosi nel passare da un piano a quello inferiore per caduta, per uscire infine dal modulo essiccatore (2) attraverso il primo piano in un punto situato in posizione opposta al nastro elevatore (24).
  10. 10. Impianto (100) secondo la rivendicazione 1, in cui è previsto un sistema di tubazioni che convoglia acqua in modo continuo sui vari piani per caduta provvedendo automaticamente alla pulitura del modulo essiccatore (2).
  11. 11. Impianto (100) secondo la rivendicazione 1, in cui il modulo aerotermico (1) è composto da uno o più ricuperatori di calore alettati in alluminio, da uno o più ventilatori e filtri, e da una batteria di recupero condensa nel caso di utilizzo di vapore quale metodologia di riscaldamento richiesta.
  12. 12. Impianto (100) secondo la rivendicazione 11, in cui i mezzi per generare un flusso unidirezionale di aria ascendente preriscaldata e controllata sono ventilatori (22) posti in una posizione tale da far arrivare la ventilazione al prodotto (6) anche al centro dei nastri trasportatori (10).
  13. 13. Metodo per l’essiccazione di prodotti alimentari, in particolare ortofrutticoli, in condizioni di minimo stress per il prodotto, mediante insufflaggio di aria calda a bassa temperatura e bassa umidità, in cui il prodotto è sottoposto ad un processo ciclico ripetitivo in cui ogni ciclo è formato da una fase di evaporazione dell’acqua alla massima temperatura.
  14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 13, in cui il processo ciclico ripetitivo è diviso in una prima parte iniziale in cui le temperature sono più basse ed una seconda parte finale in cui le temperature sono più alte.
  15. 15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui il prodotto viene trasportato mediante una serie di nastri trasportatori, posti su piani paralleli orizzontali, che si possono muovere ognuno ad una velocità differente, che è più bassa durante la prima parte del processo ciclico ripetitivo.
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