IT202000012667A1 - Sistema di trattamento termico di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi. - Google Patents

Sistema di trattamento termico di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi. Download PDF

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Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
?SISTEMA DI TRATTAMENTO TERMICO DI PRODOTTI ALIMENTARI
LIQUIDI O SEMILIQUIDI?
La presente invenzione ha per oggetto un sistema di trattamento termico di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi, ad esempio gelati, sorbetti, semifreddi e gelati-soft.
In particolare, la presente invenzione concerne un sistema di trattamento termico, preferibilmente di raffreddamento, di un prodotto alimentare liquido o semiliquido contenuto all?interno di un contenitore di una macchina per la produzione di detto prodotto alimentare liquido o semiliquido.
Nell?ambito dei sistemi di trattamento termico dei prodotti alimentari liquidi o semiliquidi, sono note una pluralit? di impianti termici di tipo termodinamico che consentono di trattare termicamente un prodotto all?interno di un contenitore, per provocarne una modifica delle caratteristiche alimentari.
La maggior parte degli impianti termodinamici per il raffreddamento sono basati sul cosiddetto ciclo inverso di Carnot o a compressione di vapor saturo.
Tali impianti termodinamici consentono di raffreddare un contenitore mediante un circuito termodinamico operante su un fluido termovettore. Generalmente, gli impianti termodinamici comprendono almeno una coppia di scambiatori (evaporatore e condensatore), un compressore ed un organo di laminazione, interessati dal flusso del fluido termovettore. Altri componenti noti possono essere inseriti nell?impianto termodinamico per ottimizzare, sia in termini di efficienza energetica sia in termini di resa termica, il processo di raffreddamento del prodotto alimentare all?interno del contenitore.
I fluidi termovettori pi? utilizzati nelle macchine in commercio sono costituiti, almeno in parte, da CFC (Cloro-Fluoro-Carburi) o HCFC (Idro-Cloro-Fluoro-Carburi) oppure HFC (Idro-Fluoro-Carburi).
Tali fluidi termovettori, seppur garantiscano un buon rendimento dell?impianto termodinamico in cui vengono utilizzati, sono di natura sintetica e da un costo piuttosto elevato.
Inoltre, la loro composizione chimica, li rende estremamente impattanti dal punto di vista ambientale, in particolare in relazione all?assottigliamento dell?ozonosfera ed all?aumento dell?effetto serra.
Altri fluidi termovettori, a base di idrocarburi, sono stati abbandonati per gli inconvenienti relativi alla loro infiammabilit? ed esplosivit?.
In aggiunta, va notato che un malfunzionamento dell?impianto, che comporti una perdita del fluido termovettore nell?ambiente di lavoro o addirittura nel prodotto alimentare, risulterebbe altamente tossico per gli utenti che ne vengono a contatto.
Un?alternativa ai suddetti fluidi termovettori ? costituita dagli impianti termodinamici a biossido di carbonio, altres? nota come anidride carbonica o CO2.
Tali impianti risultano meno impattanti dal punto di vista ambientale ed economico rispetto ai fluidi sintetici sopra citati, in virt? dell?abbondanza del biossido di carbonio, che rappresenta un prodotto di scarto di molti processi industriali e quindi potrebbe essere riciclato senza immetterlo nell?atmosfera.
Il ciclo termodinamico eseguito degli impianti a biossido di carbonio ? detto ciclo transcritico e si distingue dai classici cicli a condensazione di vapore, impiegati con i fluidi sintetici noti, per le alte pressioni a cui viene sottoposto il fluido termovettore in circolo, il biossido di carbonio appunto. Le pressioni a cui viene sopposto il biossido di carbonio sono tipicamente superiori ai 150 bar, ossia 15 Mpa, e questo espone l?impianto al rischio di esplosione, con conseguenti danni per l?ambiente in cui ? installato e per eventuali operatori che si trovano in prossimit? della macchina stessa. In questo contesto, compito precipuo della presente invenzione ? quello di fornire un sistema di sistema di trattamento termico di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi che sia efficiente, economico e sostenibile.
Nello specifico, il sistema di trattamento termico di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi oggetto della presente descrizione risulta particolarmente efficiente dal punto di vista termico ed energetico, economico dal punto di vista finanziario e sostenibile dal punto di vista ambientale.
Inoltre, compito della presente invenzione ? quello di fornire un sistema di trattamento termico di prodotti liquidi o semiliquidi che sia particolarmente sicuro per l?ambiente circostante e per l?uomo.
In accordo con la presente invenzione, gli scopi sopra citati vengono raggiunti mediante un sistema di trattamento termico di prodotti alimentari liquidi e semiliquidi comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle rivendicazioni annesse.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano delle forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative, in cui:
- la figura 1 illustra, secondo una vista schematica, il sistema di trattamento termico di prodotti alimentari liquidi e semiliquidi oggetto della presente descrizione secondo una forma realizzativa; - la figura 2 illustra, secondo una vista schematica, il sistema di trattamento termico di cui in figura 1 secondo un?altra forma realizzativa;
- la figura 3 illustra, secondo una vista schematica, il sistema di trattamento termico di cui in figura 2 secondo un?altra forma realizzativa;
- la figura 4 illustra, secondo una vista schematica, il sistema di trattamento termico di cui in figura 3 secondo un?altra forma realizzativa;
- la figura 5 illustra, secondo una vista schematica, il sistema di trattamento termico di cui in figura 4 secondo un?altra forma realizzativa;
- la figura 6 illustra, secondo una vista schematica, il sistema di trattamento termico di cui in figura 5 secondo un?altra forma realizzativa.
Con riferimento alle annesse figure ? stato indicato con 100 un sistema di trattamento termico di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi, nel seguito indicato per semplicit? come sistema 100.
Preferibilmente il sistema 100 ? un sistema di trattamento di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi del tipo gelato, sorbetto, semifreddo, granita e gelato-soft.
In tal utilizzo, il sistema 100 risulta, preferibilmente, un sistema di raffreddamento di un prodotto alimentare liquido o semiliquido, ossia di abbassamento della temperatura di detto prodotto alimentare.
Secondo un aspetto della presente descrizione, il sistema 100 comprende un impianto termico primario 1.
L?impianto termico primario 1 ? configurato per eseguire un ciclo termodinamico, che verr? meglio descritto nel seguito della presente descrizione.
Preferibilmente, l?impianto termico primario 1 ? configurato per eseguire un ciclo frigorifero (anche detto ciclo inverso di Carnot), ossia un ciclo di assorbimento di calore da un ambiente di interesse e di cessione di calore all?ambiente esterno.
Detto impianto termico primario 1 comprende un primo fluido termovettore F1.
Preferibilmente, il primo fluido termovettore F1 comprende biossido di carbonio, altres? detta anidride carbonica o CO2.
Vantaggiosamente, l?utilizzo di biossido di carbonio risulta meno impattante dal punto di vista ambientale ed economico rispetto all?utilizzo dei fluidi sintetici tradizionali (contenenti CFC, HCFC o HFC), in virt? dell?abbondanza del biossido di carbonio.
Infatti, il biossido di carbonio rappresenta un prodotto di scarto di molti processi industriali e quindi potrebbe essere riciclato da tali processi, evitando l?immissione nell?atmosfera.
In una forma di realizzazione, il primo fluido termovettore F1 consiste in biossido di carbonio.
In altre parole, l?impianto termico primario 1 ? un impianto termico a CO2. In tale forma di realizzazione, l?impianto termico primario 1 ? configurato per eseguire un ciclo termodinamico transcritico.
Secondo quanto illustrato, l?impianto termico primario 1 comprende un circuito primario 10.
Preferibilmente, il circuito primario 10 comprende (ed ? definito da) una pluralit? di condotti che connettono i componenti dell?impianto termico primario 1 che verranno descritti in seguito.
In uso, il circuito primario 10 ? interessato da detto primo fluido termovettore F1.
In altre parole, il circuito primario 10 ? un mezzo di circolazione del primo fluido termovettore F1 all?interno dell?impianto termico primario 1.
I seguenti componenti dell?impianto termico primario 1 vengono descritti nell?ordine in cui vengono interessati dal primo fluido termovettore F1 mentre esso circola nel circuito primario 10, secondo un primo verso V1, nell?esecuzione del ciclo termodinamico.
Secondo un aspetto, l?impianto termico primario F1 comprende un compressore 13.
Il compressore 13 ? configurato per essere interessato dal primo fluido termovettore F1.
In particolare, il compressore 13 ? configurato per aumentare la pressione del primo fluido termovettore F1 (preferibilmente in modo pressoch? adiabatico).
Contestualmente, l?aumento di pressione del primo fluido termovettore T1 ne comporta anche un aumento della temperatura.
Preferibilmente, il compressore 13 ? un compressore multistadio ed ? configurato per aumentare la pressione del primo fluido termovettore F1 a valori di pressione superiori a 150 bar, ossia 15 MPa.
Secondo una forma di realizzazione, il compressore 13 ? un compressore bistadio.
Secondo un?altra forma di realizzazione, il compressore 13 ? un compressore tristadio.
Vantaggiosamente, quando il primo fluido termovettore F1 ? costituito da biossido di carbonio, il compressore 13 ? configurato per portare il primo fluido termovettore F1 stesso a valori di pressione superiori alla pressione critica (sostanzialmente pari a 73,7 bar, ossia 7,37 MPa) cos? da eseguire un ciclo termodinamico transcritico.
A valle del compressore 13 nel senso del primo verso V1, l?impianto termico primario 1 comprende un primo scambiatore di calore 11.
Il primo scambiatore di calore 11 ? configurato per essere interessato dal primo fluido termovettore F1.
Il primo scambiatore di calore 11 ? configurato per permettere lo scambio di calore tra il primo fluido termovettore F1 e l?ambiente esterno.
Preferibilmente, nell?esecuzione di un ciclo frigorifero o di raffreddamento, il primo scambiatore di calore 11 ? configurato per permettere la cessione di calore dal primo fluido termovettore F1 all?ambiente esterno.
Quando il primo fluido termovettore F1 ? costituito da biossido di carbonio, il primo scambiatore di calore 11 prende il nome convenzionale di gas cooler (cio? ? un gas cooler).
Durante il passaggio nel primo scambiatore di calore 11, il primo fluido termovettore F1 abbassa la propria temperatura a pressione costante.
In altre parole, il primo fluido termovettore F1 perde calore percorrendo il primo scambiatore di calore 11.
Secondo una forma di realizzazione, il primo scambiatore di calore 11 comprende una serpentina atta ad essere percorsa dal primo fluido termovettore F1 per ottimizzare lo scambio di calore con l?ambiente esterno.
Preferibilmente, l?impianto termico primario F1 comprende un?unit? di ventilazione, non illustrata, in prossimit? del primo scambiatore di calore 11, per massimizzare l?asportazione di calore.
A valle del primo scambiatore di calore 11 nel senso del primo verso V1, l?impianto termico primario 1 comprende un organo di espansione 14.
L?organo di espansione 14 ? configurato per essere interessato dal primo fluido termovettore F1.
In particolare, l?organo di espansione 14 ? configurato per diminuire la pressione del primo fluido termovettore F1.
Contestualmente, la diminuzione di pressione del primo fluido termovettore F1 ne comporta anche una diminuzione della temperatura. Preferibilmente, l?organo di espansione 14 comprende una valvola di laminazione, di tipo noto e dunque non ulteriormente descritta nei dettagli. A valle dell?organo di laminazione nel senso del primo verso V1, l?impianto termico primario 1 comprende almeno un secondo scambiatore di calore 12.
L?almeno un secondo scambiatore di calore 12 ? configurato per essere interessato dal primo fluido termovettore F1.
L?almeno un secondo scambiatore di calore 12 ? configurato per permettere lo scambio di calore tra il primo fluido termovettore F1 ad un diverso fluido che verr? descritto in seguito.
Preferibilmente, nell?esecuzione di un ciclo frigorifero o di raffreddamento, l?almeno un secondo scambiatore di calore 12 ? configurato per permettere l?assorbimento di calore da parte del primo fluido termovettore F1.
Convenzionalmente, con riferimento all?impianto termico primario 1, l?almeno un secondo scambiatore di calore 12 prende il nome convenzionale di evaporatore.
Durante il passaggio nell?almeno un secondo scambiatore di calore 12, il primo fluido termovettore F1 aumenta la propria temperatura a pressione costante.
In altre parole, il primo fluido termovettore F1 acquista calore percorrendo l?almeno un secondo scambiatore di calore 12.
Secondo una forma di realizzazione, l?almeno un secondo scambiatore di calore 12 comprende una serpentina atta ad essere percorsa dal primo fluido termovettore F1 per ottimizzare lo scambio di calore.
Secondo un aspetto dell?impianto termico primario 1, il primo scambiatore di calore 11, l?almeno un secondo scambiatore di calore 12, il compressore 13 e l?organo di espansione 14 sono operativamente attivi sul circuito primario 10.
Il circuito primario 10 ? configurato per permettere la circolazione del primo fluido termovettore F1, secondo il primo verso V1, tra detti primo scambiatore di calore 11, almeno un secondo scambiatore di calore 12, compressore 13 e organo di espansione 14.
Secondo un altro aspetto della presente descrizione, il sistema 100 comprende almeno una macchina 2 di produzione di detto prodotto alimentare liquido o semiliquido.
L?almeno una macchina 2 comprende un telaio, atto a definire la struttura esterna della macchina stessa ed a contenere i suoi componenti, parte dei quali saranno descritti nel seguito.
Secondo quanto illustrato nelle annesse figure, l?almeno una macchina 2 comprende un contenitore 20 di lavorazione di detto prodotto alimentare liquido o semiliquido.
Detto contenitore 20 ?, dunque, configurato per essere interessato da detto prodotto alimentare liquido o semiliquido, affinch? esso possa essere trattato termicamente.
Secondo un altro aspetto, l?almeno una macchina 2 comprende un agitatore 21.
L?agitatore 21 risulta, vantaggiosamente, disposto all?interno del contenitore 20.
Preferibilmente, l?agitatore 22 ? disposto coassialmente al contenitore 20. Preferibilmente, l?agitatore 22 ? configurato per ruotare attorno ad un asse longitudinale, coincidente con un asse di sviluppo del contenitore 20.
L?agitatore 21 ? configurato per movimentare il prodotto alimentare liquido o semiliquido contenuto all?interno del contenitore 20.
Vantaggiosamente, la movimentazione del prodotto alimentare liquido o semiliquido contenuto all?interno del contenitore 20 permette di ottimizzare e uniformare il trattamento termico del prodotto alimentare stesso.
Secondo un altro aspetto, l?almeno una macchina 2 comprende un motore 22.
Il motore 22 ? operativamente connesso all?agitatore 21 per movimentare l?agitatore 21 stesso.
Preferibilmente, il motore 22 ? operativamente connesso all?agitatore 21 per porre in rotazione l?agitatore 21 stesso attorno a detto asse longitudinale.
Sempre preferibilmente, il motore 22 ? un motore elettrico.
Secondo una forma realizzativa, il motore 22 ? un motore elettrico brushless.
Preferibilmente, l?almeno una macchina 2 comprende un erogatore 23. Secondo una forma di realizzazione, l?erogatore 23 ? operativamente connesso al contenitore 20.
L?erogatore 23 ? configurato per permettere la fuoriuscita del prodotto alimentare dal contenitore 20, preferibilmente in un recipiente finalizzato al consumo di detto prodotto alimentare liquido o semiliquido.
Preferibilmente, l?almeno una macchina 2 comprende un pannello di comando 25.
Il pannello di comando 25 ?, preferibilmente, posizionato sul telaio della macchina 2.
Il pannello di comando 25 ? configurato per un?interazione con un utente. Preferibilmente, mediante il pannello di comando 25, l?utente pu? impostare parametri relativi al trattamento termico del prodotto alimentare liquido o semiliquido eseguito dal sistema 100.
Secondo un altro aspetto della presente descrizione, il sistema 100 comprende almeno un impianto termico secondario 3.
L?impianto termico secondario 3 ? configurato per eseguire un ciclo termodinamico, che verr? meglio descritto nel seguito della presente descrizione.
Preferibilmente, l?impianto termico secondario 3 ? configurato per eseguire un ciclo frigorifero, ossia un ciclo di assorbimento di calore da un ambiente di interesse e di cessione di calore ad un altro ambiente (ciclo inverso di Carnot).
In particolare, l?almeno un impianto termico secondario 3 risulta almeno parzialmente contenuto nell?almeno una macchina 2.
Detto impianto termico secondario 3 comprende un secondo fluido termovettore F2.
Secondo un aspetto, il secondo fluido termovettore F2 ? un fluido configurato per rimanere liquido almeno nel range di temperature che va da -30 C? a 30 C.
Preferibilmente, il secondo fluido termovettore F2 ? un fluido configurato per rimanere liquido almeno nel range di temperature che va da -30 C? a 30 C indipendentemente dalla pressione a cui ? sottoposto.
Vantaggiosamente, il fatto che il secondo fluido termovettore F2 rimanga allo stato liquido per un ampio range di temperatura, preferibilmente per tutto il range di operativit? dell?impianto termico secondario 3, permette di utilizzare un impianto termico dalla struttura particolarmente semplificata e dalla pericolosit? estremamente ridotta.
Preferibilmente, il secondo fluido termovettore F2 comprende un fluido commercialmente noto con il nome di temper ?.
Secondo una forma di realizzazione, il secondo fluido termovettore F2 consiste in temper ?.
Vantaggiosamente, l?utilizzo di temper ? come fluido termovettore in un impianto termico per il trattamento termico di un prodotto alimentare diminuisce notevolmente il rischio di contaminazione nel caso in cui, per un malfunzionamento, il fluido termovettore venga in contatto con il prodotto alimentare stesso.
Infatti, i rischi di intossicazione dovuti all?ingerimento di temper ? sono molto minori rispetto ai rischi connessi all?ingerimento dei liquidi sintetici tradizionali.
A titolo esemplificativo e non limitativo, il secondo fluido termovettore F2 comprende in proporzioni variabili uno dei seguenti liquidi termovettori: Greenway ? Neo, Neutragel ? Neo, Friogel ? Neo,Thermera ? R, Thermera ? AC, Neutraguard ? Neo, Solufluid ?, Greenway ? Neo Heat Pump, Greenway ? Neo Solar.
Preferibilmente, l?impianto termico secondario 3 ? un sistema chiuso, ossia non in comunicazione di fluido con l?ambiente esterno.
In altre parole, in condizioni normali di funzionamento dell?impianto termico secondario 3, non vi ? contatto tra il secondo fluido termovettore F2 e l?ambiente esterno.
Detto impianto termico secondario 3 comprende un circuito chiuso.
Secondo quanto illustrato, l?impianto termico secondario 3 comprende un circuito secondario 30.
Preferibilmente, il circuito secondario 30 comprende (ed ? definito da) una pluralit? di condotti che connettono i componenti dell?impianto termico secondario 3, che verranno descritti in seguito.
In uso, il circuito secondario 30 ? interessato da detto secondo fluido termovettore F2.
In altre parole, il circuito secondario 30 ? un mezzo di circolazione del detto secondo fluido termovettore F2 all?interno dell?impianto termico secondario 3.
I seguenti componenti dell?impianto termico secondario 3 vengono descritti nell?ordine in cui vengono interessati dal secondo fluido termovettore F2 mentre esso circola nel circuito secondario 30, secondo un secondo verso V2, nell?esecuzione del ciclo termodinamico.
Secondo un aspetto, l?impianto termico secondario 3 comprende un terzo scambiatore di calore 31.
Detto terzo scambiatore di calore 31 ? operativamente associato al contenitore 20 dell?almeno una macchina 2.
Il terzo scambiatore di calore 31 ? configurato per essere interessato dal secondo fluido termovettore F2.
Il terzo scambiatore di calore 31 ? configurato per permettere lo scambio di calore tra il secondo fluido termovettore F2 e il contenitore 20.
Nello specifico, il terzo scambiatore di calore 31 e il contenitore 20 agiscono da interfaccia tra il secondo fluido termovettore F2 e il prodotto alimentare liquido o semiliquido nel contenitore 20
Preferibilmente, nell?esecuzione di un ciclo frigorifero o di raffreddamento, il terzo scambiatore di calore 31 ? configurato per permettere la cessione di calore dal prodotto alimentare liquido o semiliquido nel contenitore 20 al secondo fluido termovettore F2 (raffreddando in questo modo il prodotto). Durante il passaggio nel terzo scambiatore di calore 31, il secondo fluido termovettore F2 aumenta la propria temperatura.
In altre parole, il secondo fluido termovettore F2 acquisisce calore percorrendo il terzo scambiatore di calore 31.
Secondo una forma di realizzazione, il terzo scambiatore di calore 31 comprende una serpentina, avvolta attorno al contenitore 20.
Preferibilmente, detta serpentina ? avvolta esternamente attorno al contenitore 20.
A valle del terzo scambiatore di calore 31 nel senso del secondo verso V2, l?impianto termico secondario 3 comprende una pompa 32, di tipo noto e perci? non descritta nel dettaglio.
La pompa 32 ? configurata per essere interessata dal primo fluido termovettore F1.
Nello specifico, la pompa 32 risulta configurata per movimentare il secondo fluido termovettore F2 lungo il circuito secondario 30.
In particolare, la pompa 32 ? configurata per esercitare una forza di spinta per permettere la circolazione del secondo fluido termovettore F2 lungo il circuito secondario 30 nel secondo verso V2.
Secondo un altro aspetto, una porzione del circuito secondario 30 ? operativamente associata al secondo scambiatore di calore 12.
Il secondo scambiatore di calore 12 ? configurato per essere interessato sia dal primo fluido termovettore F1 che dal secondo fluido termovettore F2.
In particolare, il secondo scambiatore di calore 12 ? configurato per permette uno scambio di calore dal secondo fluido termovettore F2 al primo fluido termovettore F1.
In corrispondenza del secondo scambiatore di calore 12, dunque, il secondo fluido termovettore F2 cede calore al primo fluido termovettore F1.
Di conseguenza, corrispondenza del secondo scambiatore di calore 12, la temperatura del secondo fluido termovettore F2 diminuisce mentre la temperatura del primo fluido termovettore F1 aumenta contestualmente. Secondo una forma di realizzazione, l?almeno un secondo scambiatore di calore 12 comprende almeno una serpentina, atta ad essere percorsa dal primo fluido termovettore F1 e dal secondo fluido termovettore F2 per ottimizzare lo scambio di calore tra i suddetti fluidi.
Detto terzo scambiatore di calore 31, detta pompa 32 e detto secondo scambiatore di calore 12 risultano, quindi, operativamente attivi sul circuito secondario 30.
Secondo un ulteriore aspetto della presente descrizione, il sistema 100 comprende una camera 4 di sicurezza.
Preferibilmente, detta camera 4 risulta separata da detta almeno una macchina 2.
Quando prevista, la camera 4 contiene almeno parzialmente il primo impianto termico 1.
Preferibilmente, la camera 4 ? una camera a tenuta stagna.
La camera 4 ?, vantaggiosamente, configurata per proteggere l?ambiente circostante e gli utenti nelle vicinanze da eventuali esplosioni di componenti contenuti all?interno della camera stessa.
Preferibilmente, la camera 4 ? definita da un telaio, preferibilmente a conformazione scatolare.
Secondo la forma realizzativa illustrata in figura 1, l?impianto termico primario 1 ? completamente contenuto nella camera 4.
Secondo tale forma realizzativa, l?almeno un impianto termico secondario 3 ? parzialmente contenuto nell?almeno una macchina 2 e parzialmente contenuto in detta camera 4.
In particolare, la porzione del circuito secondario 30 che interessa il secondo scambiatore di calore 12 ? disposta all?interno di detta camera 4. Infatti, quando l?impianto termico primario 1 ? un impianto a biossido di carbonio, sussiste un rischio, per l?ambiente circostante e per un utente che si trova nelle vicinanze, di esplosioni dovute all?instabilit? del biossido di carbonio quando viene sottoposto ad alte pressioni.
Inoltre, anche in assenza di eventi esplosivi, una fuoriuscita di biossido di carbonio potrebbe risultare dannosa per un utente che si trova in prossimit? dell?impianto termico, qualora inalata in grandi quantit?.
Quindi, il fatto di isolare l?impianto termico primario 1 all?interno della camera 4 permette, vantaggiosamente, di diminuire notevolmente i danni a persone e cose correlati ad un eventuale malfunzionamento dell?impianto termico primario stesso.
Secondo un?altra forma realizzativa, illustrata in figura 2, l?impianto termico primario 1 ? parzialmente contenuto nella camera 4 e parzialmente contenuto nell?almeno una macchina 2.
Secondo tale forma realizzativa, l?almeno un impianto termico secondario 3 ? totalmente contenuto nella macchina 2.
In particolare, il secondo scambiatore di calore 12, che rappresenta il punto di contatto e di scambio calore tra l?impianto termico primario 1 e l?impianto termico secondario 2, ? disposta all?interno della macchina 2. Vantaggiosamente, come illustrato in figura 2, il compressore 13 e le porzioni del circuito primario 10 attigue sono disposte all?interno della camera 4.
Questi sono i componenti dell?impianto termico primario 1 per cui il rischio di esplosione ? pi? alto.
L?isolamento di tale parte dell?impianto termico primario 1 all?interno della camera 4 permette, vantaggiosamente, di diminuire notevolmente i danni a persone e cose correlati ad un eventuale malfunzionamento dell?impianto termico primario stesso.
Secondo un?altra forma realizzativa, illustrata in figura 3, l?impianto termico primario 1 e l?impianto termico secondario 3 sono totalmente contenuti nell?almeno una macchina 2.
In tale forma realizzativa, non ? prevista la camera 4 di sicurezza.
In tale modo, seppur rinunciando all?isolamento dentro una camera di sicurezza di almeno parte dell?impianto termico primario 1, vengono vantaggiosamente mantenuti particolarmente ridotti gli ingombri in un?ottica di ottimizzazione degli spazi.
Secondo alcune forme realizzative, illustrate a titolo esemplificativo nelle figure da 4 a 6, il sistema 100 comprende una pluralit? di macchine 2 di produzione di detto prodotto alimentare liquido o semiliquido.
In tali forme realizzative, il sistema 100 comprende una pluralit? di impianti termici secondari 3.
Preferibilmente, il sistema 100 comprende un impianto termico secondario 3 per ogni macchina della pluralit? di macchine 2 compresa nel sistema stesso.
In altre parole, il sistema 100 comprende, preferibilmente, un numero di impianti termici secondari 3 pari al numero di macchine 2.
Ad ogni macchina 2 corrisponde il relativo impianto termico secondario 3, il quale risulta associato al rispettivo contenitore 20 della macchina 2.
In particolare, i circuiti secondari 30 di detti impianti termici secondari 3 hanno porzioni operativamente associate all?almeno un secondo scambiatore di calore 12 dell?impianto termico primario 1.
In una forma di realizzazione, il sistema 100 prevede un unico impianto termico primario 1.
In tali forme realizzative vengono, vantaggiosamente, ridotti i costi dovuti alla moltiplicazione degli impianti termici primari 1, mediante la condivisione di un unico impianto termico primario associato alla pluralit? di impianti termici secondari 3.
In una forma realizzativa, illustrata in figura 4, l?impianto termico primario 1 comprende un unico secondo scambiatore di calore 12.
A detto secondo scambiatore di calore 12 sono operativamente collegate porzioni dei circuiti secondari 30 della pluralit? di impianti termici secondari 3.
In altre forme realizzative, illustrate nelle figure 5 e 6, l?impianto termico primario 1 comprende una pluralit? di secondi scambiatori di calore 12. Preferibilmente, l?impianto termico primario 1 comprende un numero di secondi scambiatori di calore 12 pari al numero di impianti termici secondari 3 compresi nel sistema stesso.
Sempre preferibilmente, a ciascuno di detti secondi scambiatori di calore 12 ? operativamente collegato una porzione di un circuito secondario 30 della pluralit? di impianti termici secondari 3.
In una forma realizzativa, illustrata in figura 5, la pluralit? di secondi scambiatori di calore 12 ? disposta in serie lungo l?impianto termico primario 1.
In altre parole, il circuito primario 10 collega in modo sequenziale la pluralit? di secondi scambiatori di calore 12.
In tal modo, il primo fluido termovettore F1 fluisce attraverso tutti i secondi scambiatori di calore 12 nel compimento di ciascun ciclo termodinamico. In un?altra forma realizzativa, illustrata in figura 6, la pluralit? di secondi scambiatori di calore 12 ? disposta in parallelo nel l?impianto termico primario 1.
In altre parole, il circuito primario 10 comprende una diramazione in porzioni parallele, ognuna delle quali interessa un secondo scambiatore di calore 12.
Preferibilmente, in corrispondenza di detta diramazione, l?impianto termico primario 1 comprende una valvola configurata per aprire o chiudere selettivamente le porzioni parallele del circuito primario 10.
In tal modo, il primo fluido termovettore F1 viene parzionato di modo che solo una ogni porzione di esso attraversi un solo secondo scambiatore di calore 12 nel compimento di ciascun ciclo termodinamico.
In forme di realizzazione alternative, il sistema 100 prevede una pluralit? di impianti termici primario 1, i quali sono operativamente associati a tutti gli impianti termici secondari 3 oppure a solo una parte di essi.
Preferibilmente, il sistema 100 comprende un?unita computerizzata 24 di controllo e comando.
Preferibilmente, detta unit? computerizzata 24 ? disposta all?interno dell?almeno una macchina 2.
Qualora pi? macchine 2 siano previste, il sistema 100 comprende un?unit? computerizzata per ogni macchina 2.
Detta unit? computerizzata 24 risulta operativamente collegata almeno al compressore 13, alla pompa 33 e al motore elettrico 22.
In particolare, l?unit? computerizzata 24 ? configurata per pilotare almeno detti compressore 13, pompa 33 e motore elettrico 22.
Preferibilmente, l?unit? computerizzata 24 invia segnali elettrici di comando a detti compressore 13, pompa 33 e motore elettrico 22 per pilotarne il comportamento.
Preferibilmente, l?unit? computerizzata 24 risulta operativamente collegata al pannello di comando 25.
Tale collegamento tra unit? computerizzata 24 e pannello di comando 25 permette, vantaggiosamente, ad un utente di impostare parametri relativi al trattamento termico del prodotto liquido o semiliquido eseguito dal sistema 100.
Detti parametri di impostazione vengono tradotti dall?unit? computerizzata 24 in opportuni segnali elettrici di comando almeno per detti compressore 13, pompa 33 e motore elettrico 22.
Il sistema 100 secondo la presente descrizione raggiunge gli scopi prefissati e consegue particolari vantaggi.
Il sistema 100 permette, infatti, di fornire un sistema di trattamento termico di prodotti alimentari liquidi o semiliquidi che sia efficiente, economico e sostenibile.
L?utilizzo di un primo impianto termico che utilizza un fluido termovettore come il biossido di carbonio e di un secondo impianto termico che utilizza un fluido termovettore come il termper ? permette infatti di raggiungere alti punti di efficienza termica ed energetica.
Inoltre, l?utilizzo di biossido di carbonio per l?impianto termico primario risulta economico dal punto di vista finanziario e sostenibile dal punto di vista ambientale, visti i costi contenuti e l?abbondanza di tale gas.
L?inserimento di un impianto termico secondario a liquido, ad esempio temper ?, permette poi di fornire un sistema di trattamento termico di prodotti liquidi o semiliquidi che sia particolarmente sicuro per l?ambiente circostante e per l?uomo.
L?utilizzo di tale fluido termovettore, infatti, permette di diminuire i rischi legati alla contaminazione del prodotto finito, nell?eventualit? di un malfunzionamento comportante la fuoriuscita di detto fluido all?interno del prodotto alimentare liquido o semiliquido.
Inoltre, la presenza di due impianti termici distinti, seppur connessi, permette di disporre, in una posizione remota di sicurezza, l?impianto termico pi? pericoloso per l?ambiante circostante e per l?uomo.
Nel caso di impianto a biossido di carbonio, la messa in sicurezza di tale impianto permette di ridurre notevolmente i rischi connessi ad eventuali esplosioni dell?impianto dovute alle alte pressioni a cui viene sottoposto il gas.

Claims (17)

RIVENDICAZIONI
1. Un sistema (100) di trattamento termico di un prodotto alimentare liquido o semiliquido comprendente:
- un impianto termico primario (1) comprendente un primo fluido termovettore (F1), un circuito primario (10) interessato da detto primo fluido termovettore (F1), un primo scambiatore di calore (11), almeno un secondo scambiatore di calore (12), un compressore (13) e un organo di espansione (14), detti primo scambiatore di calore (11), almeno un secondo scambiatore di calore (12), compressore (13) e organo di espansione (14) essendo operativamente attivi sul circuito primario (10); - almeno una macchina (2) di produzione di detto prodotto alimentare liquido o semiliquido comprendente un contenitore (20) di lavorazione di detto prodotto alimentare liquido o semiliquido, un agitatore (21) disposto all?interno di detto contenitore (20), un motore elettrico (22) operativamente connesso all?agitatore (21) per movimentarlo;
detto sistema (100) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un impianto termico secondario (3) comprendente un secondo fluido termovettore (F2), un circuito secondario (30) interessato da detto secondo fluido termovettore (F2), un terzo scambiatore di calore (31) operativamente associato al contenitore (20), ed una pompa (32) configurata per movimentare detto secondo fluido termovettore (F2) lungo il circuito secondario (20), detti terzo scambiatore di calore (31) e detta pompa (32) essendo operativamente attivi sul circuito secondario (30) e detto circuito secondario (30) comprendendo una porzione operativamente associata al secondo scambiatore di calore (12).
2. Il sistema (100) secondo la precedente rivendicazione, in cui l?impianto termico secondario (3) ? un sistema chiuso, ossia non in comunicazione di fluido con l?ambiente esterno.
3. Il sistema (100) secondo la precedente rivendicazione, in cui il secondo fluido termovettore (F2) ? un fluido configurato per rimanere liquido almeno nel range di temperature che va da -30 C? a 30 C.
4. Il sistema (100) secondo la precedente rivendicazione, in cui il secondo fluido termovettore (F2) comprende temper ?.
5. Il sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il primo fluido termovettore (F1) comprende biossido di carbonio, ossia l?impianto termico primario (1) ? un impianto termico a CO2.
6. Il sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente una camera (4) di sicurezza, separata da detta almeno una macchina (2), contenente almeno parzialmente il primo impianto termico (1).
7. Il sistema (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui l?impianto termico primario (1) ? completamente contenuto nella camera (4) e l?almeno un impianto termico secondario (3) ? parzialmente contenuto nell?almeno una macchina (2) e parzialmente contenuto in detta camera (4).
8. Il sistema (100) secondo la rivendicazione 5, in cui l?impianto termico primario (1) ? parzialmente contenuto nell?almeno una macchina (2) e parzialmente contenuto in detta camera (4) ed in cui l?almeno un impianto termico secondario (3) ? completamente contenuto nella camera (4).
9. Il sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente una pluralit? di macchine (2) di produzione di detto prodotto alimentare liquido o semiliquido e una pluralit? di impianti termici secondari (3), uno per ogni macchina di detta pluralit? di macchine (2), i circuiti secondari (30) di detti impianti termici secondari (3) avendo porzioni operativamente associate all?almeno un secondo scambiatore di calore (12) dell?impianto termico primario (1).
10. Il sistema (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui l?impianto termico primario (1) comprende un unico secondo scambiatore di calore (12) a cui sono operativamente collegati i circuiti secondari (30) della pluralit? di impianti termici secondari (3).
11. Il sistema (100) secondo la rivendicazione 8, in cui l?impianto termico primario (1) comprende una pluralit? di secondi scambiatori di calore (12), a ciascuno dei quali ? operativamente collegato una porzione di un circuito secondario (30) della pluralit? di impianti termici secondari (3).
12. Il sistema (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui la pluralit? di secondi scambiatori di calore (12) ? disposta in serie lungo l?impianto termico primario (1).
13. Il sistema (100) secondo la rivendicazione 10, in cui la pluralit? di secondi scambiatori di calore (12) ? disposta in parallelo nell?impianto termico primario (1).
14. Il sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4 contenente un?unica macchina (2) ed in cui l?impianto termico primario (1) e l?impianto termico secondario (3) sono totalmente contenuti nella macchina (2).
15. Il sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il compressore (13) dell?impianto termico primario (1) ? un compressore multistadio, configurato per aumentare la pressione del primo fluido termovettore (F1) a valori di pressione superiori di 150 bar, ossia 15 MPa.
16. Il sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedente, in cui l?almeno una macchina (2) comprende un erogatore (23), operativamente connesso al contenitore (20) e configurato per permettere la fuoriuscita del prodotto alimentare dal contenitore (20).
17. Il sistema (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprende un?unita computerizzata (24) di controllo e comando, operativamente collegata al compressore (13), alla pompa (33) e al motore elettrico (22) e configurata per pilotare, mediante opportuni segnali elettrici di comando, detti compressore (13), pompa (33) e motore elettrico
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