ITRM20000324A1 - Apparecchio per la asciugatura in continuo di verdure, in particolareverdure in foglie. - Google Patents

Apparecchio per la asciugatura in continuo di verdure, in particolareverdure in foglie. Download PDF

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Description

DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:
"Apparecchiatura per la asciugatura in continuo di verdure, in particolare verdure in foglie ”
La presente invenzione riguarda una apparecchiatura per la asciugatura in continuo di verdure, in particolare verdure in foglie.
Più in particolare, l'invenzione riguarda una apparecchiatura del tipo detto che consente l'asciugatura in continuo ad alta velocità di prodotti delicati che non sarebbe possibile asciugare con metodi tradizionali a centrifugazione.
Come è noto, negli ultimi anni si è avuta una sempre maggiore diffusione della commercializzazione di verdure imbustate, già lavate e pronte per l'uso da parte del consumatore, in particolare baby-leaf, cuore di lattuga, baby spinaci, cresson, ecc..
Tale sviluppo ha determinato la necessità di eseguire una ottimale asciugatura della verdura dopo il suo lavaggio, prima del confezionamento.
A tale scopo, appare bene evidente l'esigenza di poter disporre di apparecchiature che consentano di effettuare detta operazione in continuo, con una elevata velocità produttiva.
In questo contesto viene ad inserirsi la soluzione secondo la presente invenzione che propone un nuovo sistema di asciugatura realizzato al fine di ridurre la presenza di acqua libera sulle insalate in foglie intere e tagliate, vendute in buste di film plastico fresche, con shelf-life da 1 a 2 settimane conservate in frigorifero a 4°C, comunemente indicate come di 4° gamma.
Questi ed altri risultati sono ottenuti, secondo la presente invenzione proponendo una apparecchiatura che prevede due sezioni di separazione dell'acqua libera e include una prima fase di asciugatura meccanica e una seconda fase di asciugatura termodinamica .
Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione una apparecchiatura per la asciugatura in continuo di verdure, in particolare verdure in foglie, comprendente una sezione di asciugatura meccanica e una sezione di asciugatura termodinamica, detta sezione di asciugatura meccanica comprendendo una sezione di sgrondo preliminare e una sezione di eliminazione dell'acqua o sezione di de-watering, e detta sezione di asciugatura termodinamica comprendendo una sezione calda e una sezione di raffreddamento.
In particolare, secondo l'invenzione, detta sezione di sgrondo preliminare comprende un nastro trasportatore montato su una sezione vibrante di dimensioni variabili.
Più precisamente, detto nastro trasportatore è un nastro in materiale plastico di tipo "monofilo".
Ulteriormente, secondo l'invenzione, detta sezione di eliminazione dell'acqua o di de-watering comprende una struttura, preferibilmente in acciaio, un nastro inferiore monofilo con sistema a vibrazione nella sezione iniziale, una prima pompa a vuoto ad alta portata, per l'aspirazione dell'acqua separata dal prodotto per effetto delle vibrazioni e dell'azione di ventilazione superiore, un nastro superiore monofilo, preferibilmente costituito da una rete metallica o plastica, una seconda pompa a vuoto ad alta portata, per l'aspirazione dell'acqua separata dal prodotto per effetto delle vibrazioni e dell'azione di ventilazione superiore, tre ventilatori superiori con flap regolabili per regolazione dei flussi d'aria e conseguente movimentazione del prodotto, e mezzi di raccolta dell'acqua estratta.
di asciugatura, preferibilmente composto da tre trasportatori sovrapposti, ciascuno provvisto di variatore di velocità elettronico, preferibilmente con rapporto Vmax/Vmin = 4, batterie di scambio, assemblate all'interno di una centrale di trattamento aria in cui è incluso un recuperatore di calore, che consente un risparmio energetico di circa il 40% su entrambi i flussi d'aria, su una delle batterie avvenendo la condensazione dell'acqua evaporata ed alimentata con acqua glicolata, o altro fluido refrigerante, a —1°C / 0°C, mentre sull'altra batteria si effettua il riscaldamento del flusso d'aria alla temperatura richiesta dal processo, essendo previsto un sistema automatico comandato da PLC, e misuratori di temperatura, portata ed umidità, la sezione ventilante della sezione calda essendo costituita da un ventilatore centrifugo.
Preferibilmente, detti nastri di trasporto sono in materiale sintetico tipo monofilo, con la maggiore superficie aperta possibile e diametro dei fori compatibile col prodotto da lavorare, sono montati sovrapposti su una struttura comune e sono confinati all'interno di una struttura in acciaio inox coibentata, accuratamente costruito al fine di evitare fenomeni di by-pass.
Preferibilmente, secondo l'invenzione, possono essere previsti mezzi di protezione superiore, muniti di oblò di ispezione sulla parte superiore.
Inoltre, secondo l'invenzione, possono essere previsti mezzi per la regolazione della distanza tra detti due nastri in funzione del tipo di prodotto da lavorare.
Ancora secondo l'invenzione, detta azione di eliminazione dell'acqua può essere realizzata mediante azione meccanica, impiegando aria pre-riscaldata o aria deumidificata.
Sempre secondo l'invenzione, detta sezione calda della sezione di asciugatura termodinamica prevede un funzionamento ad aria di ricircolo.
Preferibilmente, secondo l'invenzione, detta sezione calda prevede una batteria funzionante ad acqua calda o a vapore, con una sonda di regolazione della temperatura dell'aria di processo che agisce su una valvola motorizzata di alimentazione del fluido riscaldante a portata d'aria costante, una unità di deumidificazione, preferibilmente provvista di dispositivo automatico per il risparmio energetico con passaggio da condizioni di funzionamento ad aria esterna (modo "invernale") a condizioni di funzionamento con aria di ricircolo (modo "estivo"), un letto Ancora secondo l'invenzione, detto processo di essiccazione avviene in controcorrente, con alimentazione del prodotto da un lato superiormente ed ingresso dell'aria da quello opposto inferiormente.
In particolare, secondo l'invenzione, la struttura esterna del tunnel della sezione calda è costituita da pannelli a sandwich con intercapedine di poliuretano espanso, con lamiere di rivestimento in acciaio inox.
Ulteriormente, secondo l'invenzione, l'aria espulsa da detta sezione calda viene raccolta da un condotto in acciaio inox per essere convogliata all'unità di raffreddamento (condensazione).
Sempre secondo l'invenzione, detta sezione di raffreddamento è costituita da un tunnel a "singolo passaggio", ed è provvista di una sezione ventilante comprendente due ventilatori elicoidali e due batterie alimentate ad acqua glicolata, o altro fluido refrigerante, un nastro trasportatore provvisto di variatore di velocità elettronico comandato da PLC, un asciugatore d'aria di tipo ad adsorbimento con rotore il silica-gel, per ridurre il contenuto di condensa nella prima parte della sezione di raffreddamento, e mezzi di raffreddamento meccanico, costituenti la seconda parte della sezione di raffreddamento.
Preferibilmente, sia la temperatura dell'aria che la velocità del nastro della sezione di raffreddamento sono regolabili.
La presente invenzione verrà ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: la figura 1 è una vista laterale di una prima sezione della apparecchiatura secondo l'invenzione; la figura 2 è una vista laterale della sezione di figura 1;
la figura 3 è una vista laterale di una prima forma di realizzazione di una seconda sezione o sezione di de-watering della apparecchiatura secondo 1'invenzione;
la figura 4 è una vista laterale della sezione di figura 3;
la figura 5 mostra schematicamente il funzionamento della sezione mostrata nelle figure 3 e 4;
la figura 6 è una vista laterale di una seconda forma di realizzazione di una seconda sezione o sezione di de-watering della apparecchiatura secondo 1'invenzione;
la figura 7 è una vista laterale della sezione di figura 6;
la figura 8 mostra schematicamente il funzionamento della sezione mostrata nelle figure 6 e 7;
la figura 9 è una vista laterale di una terza forma di realizzazione di una seconda sezione o sezione di de-watering della apparecchiatura secondo 1'invenzione;
la figura 10 è una vista laterale della sezione di figura 9;
la figura 11 mostra schematicamente il funzionamento della sezione mostrata nelle figure 9 e 10;
la figura 12 mostra uno schema complessivo della apparecchiatura secondo l'invenzione; e
la figura 13 è una vista in spaccato dello schema di figura 12.
L'apparecchiatura secondo l'invenzione prevede una prima sezione di sgrondatura meccanica che ha lo scopo di ridurre la quantità di acqua in arrivo alla sezione termodinamica.
Infatti all'uscita delle lavatrici il contenuto di acqua libera è pari a circa 40%-60% in peso del prodotto secco in funzione del tipo di insalata. Lo scopo della separazione meccanica è quello di ridurne la presenza ad un massimo del 15-16% in ingresso alla sezione di asciugatura termodinamica al fine di ridurre i consumi energetici in quest'ultima parte del ciclo di asciugatura.
L'acqua libera in questa fase è facilmente separabile tramite operazione di eliminazione dell'acqua, o "de-watering", la quale funziona sul principio della separazione per vibrazione e comprende due sezioni, e specificamente una sezione di sgrondo preliminare e una vera e propria sezione di de-watering .
Con la soluzione proposta si riesce a ridurre sensibilmente i carichi termici alla sezione termodinamica.
Osservando dapprima le figure 1 e 2, è mostrato il nastro 1 di sgrondo preliminare che comprende un nastro trasportatore 2 montato su una sezione vibrante di dimensioni variabili.
Il nastro 2 è in materiale plastico denominato "monofilo" .
In questa fase il contenuto d'acqua è ridotto dal 60% iniziale al 30%-25% uscita.
Venendo ora ad osservare le figure da 3 a 11 dei disegni allegati, sono mostrate tre forme di realizzazione della sezione di de-watering dell'apparecchiatura secondo l'invenzione. Gli stessi numeri di riferimento verranno utilizzati per indicare gli elementi comuni delle differenti forme.
In questa fase si effettua una separazione meccanica al fine di ridurre la presenza dell'acqua a circa il 15%-10% rispetto al peso del prodotto secco.
Detta sezione prevede una struttura in acciaio, preferibilmente realizzata in acciaio inox AISI 304, un nastro inferiore 3 monofilo con sistema a vibrazione nella sezione iniziale, una pompa a vuoto (non mostrata) ad alta portata per l'aspirazione dell'acqua separata dal prodotto per effetto delle vibrazioni e dell'azione di ventilazione superiore, un nastro superiore 4 monofilo, costituito da una rete metallica o plastica, una pompa a vuoto {non mostrata) ad alta portata per l'aspirazione dell'acqua separata dal prodotto per effetto delle vibrazioni e dell'azione di ventilazione superiore, una cappa metallica 5 munita di oblò di ispezione sulla parte superiore, tre ventilatori 6 superiori con flap regolabili per regolazione dei flussi d'aria e conseguente movimentazione del prodotto.
Con il riferimento numerico 6 è indicato il rullo sbattitore, mentre l'impianto di diffusione dell'aria è indicato con il riferimento numerico 7. La vasca di raccolta dell'aria è invece indicata con il riferimento numerico 8, e la biella di regolazione della distanza tra i nastri 3 e 4 è indicata con il riferimento numerico 9
Il tempo di residenza in questa sezione è regolabile, ed è preferibilmente di circa 1 minuto.
Il prodotto (insalata, legumi o frutta) viene trasportato da un nastro inferiore 3 forato, indicato comunemente monofilo inox o plastico.
In alcune zone del nastro 3 sono situati dei rotori vibranti o rulli sbattitori 7, che scuotono il nastro e sgrondano l'acqua in superficie.
Un apposito condotto disposto nella parte inferiore del nastro 3 aspira l'acqua in superficie tramite una pompa a vuoto.
Strutturalmente, il nastro superiore 4 è identico a quello inferiore, con l'unica differenza che è presente una rampa superiore aderente al ritorno del nastro 4 che aspira l'acqua in superficie tramite pompa a vuoto.
La distanza tra i due nastri 3, 4 è regolabile in funzione del tipo di prodotto da lavorare tramite le bielle 9.
Nelle figure 3 - 5 è mostrata una versione della sezione descritta che prevede una azione di eliminazione dell'acqua puramente meccanica, mentre nella forma di realizzazione mostrata nelle figure 6 - 8 è mostrata una soluzione che prevede una resistenza elettrica 10.
Una terza soluzione è quella mostrata nelle figure 9 - 11, che prevede invece l'eliminazione dell'acqua mediante aria deumidificata, impiegando un deumidificatore 11.
Venendo ora ad osservare le figure 12 e 13 dei disegni allegati, oltre a poter osservare nel complesso l'apparecchiatura secondo l'invenzione, si può individuare la parte finale della apparecchiatura stessa, ed in particolare la seconda parte del procedimento di asciugatura.
Si tratta, in termini generali, di una sezione termodinamica, che comprende una sezione calda 12 e una sezione fredda 13.
Detta sezione calda 12 prevede un funzionamento ad aria di ricircolo.
L'aria viene aspirata, filtrata accuratamente e preriscaldata su una batteria funzionante ad acqua calda (Ti=80°C, Tu=60°C) oppure vapore.
La temperatura dell'aria di processo è di 35°-45°C e viene regolata da una sonda che agisce sulla valvola motorizzata di alimentazione del fluido ri-scaldante a portata d'aria costante.
L'impiego di temperature elevate di acqua o vapore per riscaldare l'aria di processo consente la riduzione delle dimensioni degli scambiatori di calore ed un'ampia possibilità di regolazione della temperatura di asciugatura.
L'unità di deumidificazione è provvista di dispositivo automatico per il risparmio energetico con passaggio da condizioni di funzionamento ad aria esterna (modo "invernale") a condizioni di funzionamento con aria di ricircolo (modo "estivo").
L'apparecchiatura secondo l'invenzione è regolata in modo tale da rilevare le entalpie dell'aria esterna e di ricircolo ed utilizzare le condizioni di funzionamento maggiormente convenienti pur mantenendo costanti i parametri di lavoro.
Il letto di asciugatura è composto da tre trasportatori 14 sovrapposti al fine di aumentare l'efficienza del sistema e ridurre le dimensioni di ingombro della macchina. Ciascuno dei tre trasportatori 14 è provvisto di variatore di velocità elettronico con rapporto Vmax/Vmin = 4 allo scopo di regolare con precisione il tempo di asciugatura su ciascun stadio .
I nastri trasportatori 14 sono realizzati in materiale sintetico tipo monofilo, con la maggiore superficie aperta possibile e diametro dei fori compatibile col prodotto da lavorare. Essi sono montati sovrapposti su una struttura comune e sono confinati all'interno di una struttura in acciaio inox coibentata, accuratamente costruito al fine di evitare fenomeni di by-pass.
Il processo di essiccazione avviene in controcorrente, con alimentazione del prodotto da un lato superiormente ed ingresso da quello opposto inferiormente.
Le batterie di scambio sono assemblate all'interno di una centrale di trattamento aria in cui è incluso un recuperatore di calore che consente un risparmio energetico di circa il 40% su entrambi i flussi d'aria.
Su una delle batterie avviene la condensazione dell'acqua evaporata ed è alimentata con acqua giocolata a —1°C / 0°C. Sull'altra batteria si effettua il riscaldamento del flusso d'aria alla temperatura richiesta dal processo. Le temperature dell'aria nelle due zone sono regolate da sistemi automatici comandati da PLC. Misuratori di temperatura, portata ed umidità riportati a pannello del PLC sono a corredo dell'impianto e consentono la piena regolazione dei parametri di processo. La sezione ventilante, costituita da un ventilatore centrifugo in acciaio inox comandato a Inverter.
La struttura esterna del tunnel 15 è costituita da pannelli sandwich con intercapedine di poliuretano espanso, 40 kg/m<3>, con lamiere di rivestimento in acciaio inox sp. 5/10 rum.
Sia il lato esterno che il lato interno sono perfettamente lisci al fine di consentire una perfetta pulizia.
E' prevista una cabina con porta scorrevole ad apertura totale per un accesso ai nastri 14, i quali sono a loro volta facilmente rimovibili per le operazioni di pulizia. La cabina è tenuta in leggera sovrappressione dal gruppo ventilante di alimentazione. L'aria espulsa viene raccolta da un condotto 16 in acciaio inox per essere convogliata all'unità di trattamento aria.
La sezione di raffreddamento 13 è costituita da un tunnel di caratteristiche analoghe al precedente ma a "singolo passaggio".
In particolare, è prevista una sezione ventilante composta da due ventilatori elicoidali e due batterie alimentate ad acqua glicolata. Il nastro trasportatore 17 ha le stesse caratteristiche di quelli della sezione calda 12 precedente ed è provvisto di variatore di velocità elettronico comandato da PLC. L'aria può all'occasione essere asciugata, fino a raggiungere un grado di umidità assoluta pari a 0,5 g/kg aria tramite asciugatore d'aria di tipo ad adsorbimento con rotore il silica-gel, per ridurre il contenuto di condensa nella prima parte della sezione di raffreddamento 13.
Nella seconda parte della sezione di raffreddamento 13, la temperatura dell'aria è di circa 2°C / 4°C ed è ottenuta tramite semplice raffreddamento meccanico. Ciò consente tempi di raffreddamento più rapidi a beneficio dell'igiene del prodotto e della sua temperatura finale. Il tempo di raffreddamento è di circa 4 minuti complessivi. Sia la temperatura dell'aria che la velocità del nastro sono comunque regolabili .
La presente invenzione è stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti nel ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (16)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per la asciugatura in continuo di verdure, in particolare verdure in foglie, caratterizzata dal fatto di comprendere una sezione di asciugatura meccanica e una sezione di asciugatura termodinamica, detta sezione di asciugatura meccanica comprendendo una sezione di sgrondo preliminare e una sezione di eliminazione dell'acqua o sezione di dewatering, e detta sezione di asciugatura termodinamica comprendendo una sezione calda e una sezione di raffreddamento .
  2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta sezione di sgrondo preliminare comprende un nastro trasportatore montato su una sezione vibrante di dimensioni variabili.
  3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto nastro trasportatore è un nastro in materiale plastico di tipo "monofilo" .
  4. 4. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta sezione di eliminazione dell'acqua o di de-watering comprende una struttura, preferibilmente in acciaio, un nastro inferiore monofilo con sistema a vibrazione nella sezione iniziale, una prima pompa a vuoto ad alta portata, per l'aspirazione dell'acqua separata dal prodotto per effetto delle vibrazioni e dell'azione di ventilazione superiore, un nastro superiore monofilo, preferibilmente costituito da una rete metallica o plastica, una seconda pompa a vuoto ad alta portata, per l'aspirazione dell'acqua separata dal prodotto per effetto delle vibrazioni e dell'azione di ventilazione superiore, tre ventilatori superiori con flap regolabili per regolazione dei flussi d'aria e conseguente movimentazione del prodotto, e mezzi di raccolta dell'acqua estratta.
  5. 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che sono previsti mezzi di protezione superiore, muniti di oblò di ispezione sulla parte superiore.
  6. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzata dal fatto che sono previsti mezzi per la regolazione della distanza tra detti due nastri in funzione del tipo di prodotto da lavorare.
  7. 7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, 5 o 6, caratterizzata dal fatto che detta azione di eliminazione dell'acqua può essere realizzata mediante azione meccanica, impiegando aria pre-riscaldata o aria deumidificata.
  8. 8. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta sezione calda della sezione di asciugatura termodinamica prevede un funzionamento ad aria di ricircolo.
  9. 9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detta sezione calda prevede una batteria funzionante ad acqua calda o a vapore, con una sonda di regolazione della temperatura dell'aria di processo che agisce su una valvola motorizzata di alimentazione del fluido riscaldante a portata d'aria costante, una unità di deumidificazione, preferibilmente provvista di dispositivo automatico per il risparmio energetico con passaggio da condizioni di funzionamento ad aria esterna (modo "invernale") a condizioni di funzionamento con aria di ricircolo (modo "estivo"), un letto di asciugatura, preferibilmente composto da tre trasportatori sovrapposti, ciascuno provvisto di variatore di velocità elettronico, preferibilmente con rapporto Vmax/Vmin = 4, batterie di scambio, assemblate all'interno di una centrale di trattamento aria in cui è incluso un recuperatone di calore, che consente un risparmio energetico di circa il 40% su entrambi i flussi d'aria, su una delle batterie avvenendo la condensazione dell'acqua evaporata ed alimentata con acqua glicolata, o altro fluido refrigerante, a -1°C / 0°C, mentre sull'altra batteria si effettua il riscaldamento del flusso d'aria alla temperatura richiesta dal processo, essendo previsto un sistema automatico comandato da PLC, e misuratori di temperatura, portata ed umidità, la sezione ventilante della sezione calda essendo costituita da un ventilatore centrifugo .
  10. 10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detti nastri di trasporto sono in materiale sintetico tipo monofilo, con la maggiore superficie aperta possibile e diametro dei fori compatibile col prodotto da lavorare, sono montati sovrapposti su una struttura comune e sono confinati all'interno di una struttura in acciaio inox coibentata, accuratamente costruito al fine di evitare fenomeni di by-pass.
  11. 11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 8, 9 o 10, caratterizzata dal fatto che detto processo di essiccazione avviene in controcorrente, con alimentazione del prodotto da un lato superiormente ed ingresso dell'aria da quello opposto inferiormente .
  12. 12. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti 8 - 11, caratterizzata dal fatto che la struttura esterna del tunnel della sezione calda è costituita da pannelli a sandwich con intercapedine di poliuretano espanso, con lamiere di rivestimento in acciaio inox.
  13. 13. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti 8 - 12, caratterizzata dal fatto che l'aria espulsa da detta sezione calda viene raccolta da un condotto in acciaio inox per essere convogliata all'unità di raffreddamento (condensazione).
  14. 14. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta sezione di raffreddamento è costituita da un tunnel a "singolo passaggio", ed è provvista di una sezione ventilante comprendente due ventilatori elicoidali e due batterie alimentate ad acqua giocolata, o altro fluido refrigerante, un nastro trasportatore provvisto di variatore di velocità elettronico comandato da PLC, un asciugatore d'aria di tipo ad adsorbimento con rotore il silica-gel, per ridurre il contenuto di condensa nella prima parte della sezione di raffreddamento, e mezzi di raffreddamento meccanico, costituenti la seconda parte della sezione di raffreddamento.
  15. 15. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto che sia la temperatura dell'aria che la velocità del nastro della sezione di raffreddamento sono regolabili.
  16. 16. Apparecchiatura per la asciugatura di verdure, in particolare verdure in foglie secondo ognuna delle rivendicazioni precedenti, sostanzialmente come illustrata e descritta.
IT2000RM000324A 2000-06-14 2000-06-14 Apparecchio per la asciugatura in continuo di verdure, in particolareverdure in foglie. IT1316197B1 (it)

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