ITBO20100694A1

ITBO20100694A1 - Impianto per la produzione e la conservazione di prodotti di gelateria.

Info

Publication number: ITBO20100694A1
Application number: IT000694A
Authority: IT
Inventors: Andrea Cocchi; Roberto Lazzarini
Original assignee: Carpigiani Group Ali Spa
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2012-05-20
Also published as: IT1402719B1

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

"IMPIANTO PER LA PRODUZIONE E LA CONSERVAZIONE DI

PRODOTTI DI GELATERIA"

La presente invenzione ha per oggetto un impianto per la produzione e/o la conservazione di prodotti di gelateria, quali ad esempio gelati, sorbetti, yogurt, creme, granite, e simili.

Tali impianti sono solitamente costituiti da macchine frigorifere a compressione di fluido nelle quali viene realizzato il prodotto alimentare di gelateria e/o da macchine frigorifere per la conservazione e l'eventuale esposizione del prodotto alimentare di gelateria.

Le macchine frigorifere di cui sopra comprendono uno o piÃ¹ condensatori nei quali avviene uno scambio di calore tra fluido frigorigeno (caldo) ed ambiente esterno (freddo) per garantire il corretto funzionamento dell'impianto .

II condensatore puÃ² essere raffreddato ad aria o ad acqua. La refrigerazione ad aria non Ã ̈ particolarmente efficace, e comporta costi notevoli per il grande consumo di energia elettrica.

Anche la refrigerazione ad acqua comporta un consumo elevato di acqua di raffreddamento (quando l'acqua Ã ̈ direttamente prelevata dalla rete idrica) o, alternativamente, richiede un elevato consumo di energia elettrica per raffreddare l'acqua presente in un accumulo.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione Ã ̈ proporre un impianto per la produzione e la conservazione di prodotti di gelateria che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati .

In particolare, Ã ̈ scopo della presente invenzione mettere a disposizione un impianto per la produzione e la conservazione di prodotti di gelateria che comporti il massimo risparmio di acqua di raffreddamento.

Ulteriore scopo della presente invenzione Ã ̈ proporre un impianto per la produzione e la conservazione di prodotti di gelateria che consenta il massimo risparmio di energia elettrica.

II compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un impianto per la produzione e/o la conservazione di prodotti di gelateria comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o piÃ¹ delle unite rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un impianto per la produzione e la conservazione di prodotti di gelateria come illustrato negli uniti disegni in cui:

la figura 1 Ã ̈ una rappresentazione schematica di un impianto per la produzione e/o la conservazione di prodotti di gelateria in accordo con la presente invenzione; e

- la figura 2 Ã ̈ una variante realizzativa dell'impianto di figura 1.

Con riferimento ai disegni, e in particolare alla figura 1, con 1 Ã ̈ indicato un impianto per la produzione e/o la conservazione di prodotti di gelaterÃ¬a in accordo con la presente invenzione.

L'impianto 1 comprende una macchina frigorifera 2 indicata schematicamente e come esempio in figura 1 con una macchina 2 per la produzione di gelato artigianale. L'impianto 1 puÃ² comprendere anche una pluralitÃ di macchine frigorifere 2, per la produzione e/o la conservazione di prodotti di gelateria.

La macchina 2 comprende uno scambiatore di calore 3 per raffreddare il fluido frigorigeno di lavoro della macchina stessa alimentato ad esempio da un compressore 3a. Lo scambiatore di calore 3 Ã ̈ un condensatore oppure un gas-cooler, in dipendenza dal tipo di fluido frigorigeno utilizzato nella macchina frigorifera quale fluido di lavoro. L'impianto 1 comprende un circuito secondario indicato nel suo complesso con 4, per l'alimentazione di un fluido di raffreddamento, posto in relazione di scambio termico con lo scambiatore di calore 3 della macchina frigorifera 2.

Preferibilmente, lo scambiatore di calore 3 della macchina frigorifera 2 Ã ̈ un condensatore avente una prima conduttura 3b nella quale circola il fluido frigorigeno caldo della macchina frigorifera 2 ed una seconda conduttura 3c interna nella quale circola il fluido di raffreddamento del circuito secondario 4.

Vantaggiosamente, il circuito secondario 4 comprende un serbatoio di accumulo 5 contenente un fluido bifasico altrimenti noto con il termine "ice slurry", vale a dire una miscela di un liquido e della sua fase solida, ad esempio acqua e frammenti di ghiaccio, per raffreddare il fluido di raffreddamento del circuito secondario 4. In questo modo, il fluido proveniente dallo scambiatore di calore 3 si raffredda trasferendo calore alla miscela contenuta nel serbatoio di accumulo 5.

Nei fluidi bifasici coesistono la fase solida e la fase liquida del fluido, consentendo il trasporto di una elevata energia frigorifera (che viene impiegata nello scambiatore di calore 3), legata al calore latente di fusione della fase solida.

Questo consente, a paritÃ di energia frigorifera trasportata, una riduzione nelle dimensioni delle tubazioni dell·'impianto, nonchÃ© una riduzione della potenza delle pompe impiegate nell'impianto stesso.

Inoltre, si noti che la presenza del fluido bifasico del serbatoio di accumulo 5 consente di garantire che il raffreddamento del citato fluido frigorigeno di lavoro della macchina per gelato 2 proveniente dallo scambiatore di calore 3 avvenga sempre alla stessa temperatura.

La capacitÃ termica della miscela all'interno del serbatoio di accumulo 5 Ã ̈ elevata e consente di sfruttare il proprio calore latente di fusione oltre a quello sensibile durante lo scambio termico con il fluido di raffreddamento che circola lungo la tubazione 3b dello scambiatore 3.

Questo consente di ottimizzare il rendimento del citato circuito secondario 4 oltre a consentire un elevato risparmio di acqua trattandosi di un sistema a circuito chiuso, in quanto l'acqua non viene prelevato dalla rete idrica ma viene fatta circolare lungo un circuito chiuso costituito dal circuito secondario 4 stesso.

L'impianto 1 comprende un dispositivo fabbricatore di ghiaccio 6 in scaglie posto in comunicazione con il serbatoio di accumulo 5 per alimentare ghiaccio in scaglie allo stesso. Preferibilmente, il serbatoio di accumulo 5 Ã ̈ posta al di sotto del dispositivo fabbricatore di ghiaccio 6. Le scaglie 100 di ghiaccio prodotte nel dispositivo fabbricatore di ghiaccio 6 vengono scaricate, attraverso bocche 7, nel sottostante serbatoio di accumulo 5. Il serbatoio 5 Ã ̈ equipaggiato con una valvola 8 (per esempio del tipo a galleggiante) di controllo del livello dell'acqua nel serbatoio 5 e con un attacco di troppo pieno 9.

In questo modo viene monitorata la quantitÃ di acqua presente nel serbatoio di accumulo 5.

Nel serbatoio 5 sono inoltre presenti una sonda 8' ed una sonda 9' di rilevamento, rispettivamente, della temperatura minima e della temperatura massima della miscela presente nel serbatoio 5, in modo tale da poter regolare la quantitÃ di ghiaccio in scaglie da immettere nel serbatoio medesimo 5.

Mezzi di ricircolo 10 alimentano il dispositivo fabbricatore di ghiaccio 6 con acqua contenuta nel serbatoio di accumulo 5, evitando quindi il ricorso continuo all'alimentazione dalla rete idrica per la produzione di ghiaccio (con evidenti risparmi).

I mezzi di ricircolo 10 comprendono una pompa 11 collegata al fondo del serbatoio 5, preferibilmente con l'interposizione di una valvola di non ritorno 12, per far ricorcolare l'acqua dal serbatoio 5 nel dispositivo fabbricatore di ghiaccio 6.

L'immissione di acqua dal serbatoio 5 al dispositivo fabbricatore di ghiaccio 6 avviene attraverso una condotta 13.

In una prima forma realizzativa (illustrata in figura 1), il circuito secondario 4 comprende uno scambiatore di calore 14 costituito da una serpentina 14'.

Lo scambiatore di calore 14 ha lo scopo di consentire uno scambio termico tra la miscela bifasica contenuta nel serbatoio di accumulo 5 ed il fluido di raffreddamento del circuito secondario 4 proveniente dallo scambiatore di calore 3 della macchina frigorifera 2. La serpentina 14 Ã ̈ collegata in corrispondenza della sua estremitÃ prossima al fondo della vasca 4 ad un tubo 15 ed una pompa 16.

II tubo 15 porta il fluido di raffreddamento nello scambiatore di calore 3 della macchina frigorifera 2. L'acqua calda fuoriuscente dallo scambiatore 3 viene riportata, tramite un tubo 17, all'ingresso della serpentina 14 per essere nuovamente raffreddata.

In una forma realizzativa alternativa dell'invenzione (illustrata in figura 2), il circuito secondario 4 comprende una pluralitÃ di ugelli 18 per immettere nel serbatoio di accumulo 5 il fluido caldo proveniente dallo scambiatore di calore 3 della macchina frigorifera 2. In particolare, il fluido caldo proveniente dallo scambiatore di calore 3 della macchina frigorifera 2 viene alimentato nella miscela di ghiaccio ed acqua presente nel serbatoio di accumulo 5 a pioggia attraverso gli ugelli 18.

Sul fondo del serbatoio accumulo 5, un tubo 15 preleva fluido di raffreddamento direttamente dal serbatoio di accumulo e, attraverso la pompa 16 lo alimenta allo scambiatore di calore 3 della macchina frigorÃ¬fera 2. In entrambe le forme realizzative sopra descritte, 1'impianto 1 comprende un organo agitatore 19 attivo all'interno del serbatoio di accumulo 5.

Come detto in precedenza, le macchine frigorifere 2 servite dall'impianto 1 possono essere una pluralitÃ . In questo caso, il circuito secondario 4 serve gli scambiatori di calore di ciascuna di queste macchine. SÃ¬ noti che vantaggiosamente, l'impianto 1 secondo la presente invenzione consente di ottimizzare il costo dell'energia elettrica per il raffreddamento del liquido frigorigeno delle macchine frigorifere.

Infatti, l'accumulo di ghiaccio nella vasca di contenimento 5, garantendo un'elevata capacitÃ termica, consente dÃ¬ raffreddare il liquido di raffreddamento per un lungo periodo di tempo.

In questo modo, la produzione e l'accumolo di ghiaccio in scaglie puÃ² avvenire nelle ore notturne, o comunque in ore durante le quali la tariffa energetica Ã ̈ piÃ¹ conveniente.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Impianto per la produzione e/o la conservazione di prodotti di gelateria comprendente: almeno una macchina frigorifera (2) per la produzione e/o la conservazione di prodotti di gelateria, detta macchina frigorifera (2) comprendendo almeno uno scambiatore di calore (3) per raffreddare il fluido frigorigeno di lavoro della macchina frigorifera (2) stessa; un circuito secondario (4) di alimentazione di un fluido di raffreddamento posto in relazione di scambio termico con detto scambiatore di calore (3) della macchina frigorifera (2); caratterizzato dal fatto che detto circuito secondario (4) comprende una serbatoio di accumulo (5) contenente una miscela bÃ¬fasica liquido-solido.
2. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto circuito secondario (4) comprende un dispositivo fabbricatore di ghiaccio (6) in scaglie posto in comunicazione con detto serbatoio di accumulo (5).
3. Impianto secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui detto circuito secondario (4) comprende uno scambiatore di calore (14) nel quale circola detto fluido di raffreddamento; detto scambiatore di calore (14) essendo in relazione di scambio termico con detto serbatoio di accumulo (5) per raffreddare il fluido proveniente dallo scambiatore di calore (3) della macchina frigorifera (2).
4. Impianto secondo la rivendicazione 3, in cui detto scambiatore di calore (14) Ã ̈ una serpentina immersa nella miscela di raffreddamento bifasica contenuta in detto serbatoio di accumulo (5).
5. Impianto secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui detto circuito secondario (4) comprende una pluralitÃ di ugelli (18) per immettere in detto serbatoio di accumulo (5) il fluido di raffreddamento proveniente dallo scambiatore di calore (3) della macchina frigorifera (2).
6. Impianto secondo la rivendicazione 5 in cui detto circuito secondario (4) comprende una conduttura per prelevare fluido frigotrasportatore bifasico dal fondo della vasca di accumulo ed inviarlo allo scambiatore di calore della macchina frigorifera.
7. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente un organo agitatore (19) posto all'interno di detto serbatoio di accumulo (5).
8. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 7 comprendente mezzi di ricircolo (10) per alimentare detto dispositivo fabbricatore di ghiaccio (6) con acqua contenuta in detto serbatoio di accumulo (5).
9. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente una pluralitÃ di macchine frigorifere (2) ciascuna provvista di un rispettivo scambiatore di calore (3); detto circuito secondario (4) essendo posto in relazione di scambio termico con ciascun scambiatore di calore (3).
10. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto scambiatore di calore (3) della macchina frigorifera (2) Ã ̈ un condensatore avente una prima conduttura (3b) nella quale circola il fluido frigorigeno caldo della macchina frigorifera (2) ed una seconda conduttura (3c) nella quale circola detto fluido di raffreddamento alimentato dal circuito secondaruio (4).
11. Macchina per la produzione di gelato, caratterizzata dal fatto di comprendere un impianto secondo una delle precedenti rivendicazioni da 1 a 10.
12. Macchina per la conservazione di prodotti di gelateria, caratterizzata dal fatto di comprendere un impianto secondo una delle precedenti rivendicazioni da 1 a 10.