MX2013003908A - Aparato y metodo para calentar un fluido de operacion. - Google Patents
Aparato y metodo para calentar un fluido de operacion.Info
- Publication number
- MX2013003908A MX2013003908A MX2013003908A MX2013003908A MX2013003908A MX 2013003908 A MX2013003908 A MX 2013003908A MX 2013003908 A MX2013003908 A MX 2013003908A MX 2013003908 A MX2013003908 A MX 2013003908A MX 2013003908 A MX2013003908 A MX 2013003908A
- Authority
- MX
- Mexico
- Prior art keywords
- heat exchanger
- fluid
- heat
- working fluid
- compressor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J37/00—Baking; Roasting; Grilling; Frying
- A47J37/12—Deep fat fryers, e.g. for frying fish or chips
- A47J37/1276—Constructional details
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L19/00—Products from fruits or vegetables; Preparation or treatment thereof
- A23L19/10—Products from fruits or vegetables; Preparation or treatment thereof of tuberous or like starch containing root crops
- A23L19/12—Products from fruits or vegetables; Preparation or treatment thereof of tuberous or like starch containing root crops of potatoes
- A23L19/18—Roasted or fried products, e.g. snacks or chips
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L5/00—Preparation or treatment of foods or foodstuffs, in general; Food or foodstuffs obtained thereby; Materials therefor
- A23L5/10—General methods of cooking foods, e.g. by roasting or frying
- A23L5/11—General methods of cooking foods, e.g. by roasting or frying using oil
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L5/00—Preparation or treatment of foods or foodstuffs, in general; Food or foodstuffs obtained thereby; Materials therefor
- A23L5/10—General methods of cooking foods, e.g. by roasting or frying
- A23L5/13—General methods of cooking foods, e.g. by roasting or frying using water or steam
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L5/00—Preparation or treatment of foods or foodstuffs, in general; Food or foodstuffs obtained thereby; Materials therefor
- A23L5/10—General methods of cooking foods, e.g. by roasting or frying
- A23L5/17—General methods of cooking foods, e.g. by roasting or frying in a gaseous atmosphere with forced air or gas circulation, in vacuum or under pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L5/00—Preparation or treatment of foods or foodstuffs, in general; Food or foodstuffs obtained thereby; Materials therefor
- A23L5/20—Removal of unwanted matter, e.g. deodorisation or detoxification
- A23L5/21—Removal of unwanted matter, e.g. deodorisation or detoxification by heating without chemical treatment, e.g. steam treatment, cooking
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J27/00—Cooking-vessels
- A47J27/08—Pressure-cookers; Lids or locking devices specially adapted therefor
- A47J27/0817—Large-capacity pressure cookers; Pressure fryers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J36/00—Parts, details or accessories of cooking-vessels
- A47J36/38—Parts, details or accessories of cooking-vessels for withdrawing or condensing cooking vapors from cooking utensils
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J37/00—Baking; Roasting; Grilling; Frying
- A47J37/12—Deep fat fryers, e.g. for frying fish or chips
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J37/00—Baking; Roasting; Grilling; Frying
- A47J37/12—Deep fat fryers, e.g. for frying fish or chips
- A47J37/1233—Deep fat fryers, e.g. for frying fish or chips the frying liquid being heated outside the frying vessel, e.g. by pumping it through a heat exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C15/00—Details
- F24C15/20—Removing cooking fumes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Frying-Pans Or Fryers (AREA)
- Preparation Of Fruits And Vegetables (AREA)
- General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
Un aparato para calentar un fluido de operación, comprendiendo el aparato un circuito cerrado (18) para un fluido de trabajo, teniendo el circuito cerrado (18) intercambiadores de calor primero (10) y segundo (20) y un compresor (22) entre ellos, el primer intercambiador de calor tiene (10) un lado de entrada de calor (34) para conexión a una fuente de calor de fluido externo (24) para vaporizar fluido de trabajo dentro del circuito cerrado, siendo el compresor (22) un compresor de vapor adaptado para comprimir el fluido de trabajo gaseoso vaporizado a partir del primer intercambiador de calor (10) para formar un fluido de trabajo gaseoso de mayor presión, y el segundo intercambiador de calor (20) tiene un lado de entrada de calor (26) para recibir y condensar el fluido de trabajo gaseoso de presión mayor desde el compresor y un lado de salida externa (30) para calentar un fluido de operación externo. También se describe un método correspondiente.
Description
APARATO Y MÉTODO PARA CALENTAR UN FLUIDO DE
OPERACIÓN
Campo de la Invención
La presente invención se relaciona con un aparato y un método para calentar un fluido de operación y tiene aplicación particular en un método para freír y a un aparato para freír que tienen una alta eficiencia de energía y un bajo calor de desperdicio.
La presente invención tiene particular aplicación en la producción de botanas, más en particular, papas fritas.
Antecedentes de la Invención
En muchos procesos industriales existe la necesidad de calentar un fluido de operación, y existe un gran deseo de proporcionar procesos eficientes de energía, que tengan una huella de carbono mínima, para alcanzar ese calentamiento. Por ejemplo, los procesos para freír comúnmente se utilizan para producir una variedad de productos alimenticios fritos. La fritura se usa para cocinar productos de botana tales como papas fritas. En la producción de papas fritas, las rebanadas cortadas de papa cruda se cocinan en una freidora que contiene aceite para cocinar a una temperatura elevada. Se requiere energía para calentar el aceite y mantenerlo a la temperatura de cocinado deseada. Además, el proceso para freír deshidrata las rebanadas de papa y se genera un gran volumen de vapor que típicamente queda capturado en una campana dispuesta sobre la freidora y que se escapa a la atmósfera, o el vapor se pasa a un oxidador térmico para su destrucción volátil.
Existe una gran necesidad en la técnica de producción de botanas para reducir los costos de energía y la generación de calor de desperdicio del aparato para freír. Sin embargo, también es necesario asegurar que el proceso y el aparato para freír también produzcan un producto de alta calidad para el consumidor, que satisfaga la aceptación del consumidor, que sea confiable y que se pueda alcanzar consistentemente a pesar de los altos volúmenes de producción. En particular, se requiere que las papas fritas alcancen el estricto criterio de aceptación del consumidor para el producto respectivo, por ejemplo, con una humedad específica y un contenido específico de grasas, y el sabor y los atributos organolépticos y sensoriales deseados.
Breve Descripción de la Invención
La presente invención está dirigida a proporcionar un aparato y un método para calentar un fluido de operación, que puede tener aplicación particular en un método para freír y en un aparato para freír, que tienen una alta eficiencia de energía y una baja generación de calor de desperdicio. Tal aparato y método tiene una aplicación particular para freír productos alimenticios, tal como botanas y más en particular, papas fritas, para proporcionar una eficiencia de energía mejorada y un calor de desperdicio reducido, en particular, la producción reducida de vapor de desperdicio.
De conformidad con esto, la presente invención proporciona un aparato para calentar un fluido de operación, el aparato comprende un
circuito cerrado para el fluido de trabajo, el circuito cerrado tiene un primer y segundo intercambiador de calor y un compresor entre ellos, el primer intercambiador de calor tiene un lado de entrada de calor para la conexión con una fuente de calor fluido externo y un lado de salida de calor para evaporar el fluido de trabajo dentro del circuito cerrado, el compresor es un compresor de vapor adaptado para comprimir el fluido de trabajo gaseoso, evaporado desde el primer intercambiador de calor para formar un fluido de trabajo gaseoso de alta presión, y el segundo intercambiador de calor tiene un lado de entrada de calor para recibir y condensar el fluido de trabajo gaseoso de alta presión desde el compresor y un lado de salida de calor para calentar el fluido de operación externo.
De preferencia, el aparato también comprende un sistema de recirculación de aceite acoplado con la freidora para freír los productos alimenticios, en donde el lado de salida de calor del segundo intercambiador de calor se conecta con el sistema de recirculación, el aceite de la freidora comprende un fluido de operación externo.
Opcionalmente, el aparato también comprende una campana sobre la freidora, el lado de entrada de calor del primer intercambiador de calor está conectado con la campana, la campana está adaptada para recolectar el vapor generado durante el proceso para freír, el vapor comprende la fuente de calor de fluido externo.
Típicamente, la freidora tiene extremos de entrada y de salida conectados con el sistema de recirculación de aceite.
El aparato también comprende un motor energizado por gas para activar al compresor.
El aparato también comprende un tercer intercambiador de calor para calentar el fluido de operación externo, el motor energizado por gas tiene un escape para los gases de combustión conectado con el tercer intercambiador de calor.
En forma opcional, el aparato también comprende un generador eléctrico conectado con el motor energizado por gas para generar energía eléctrica para activar al compresor.
Típicamente, el motor energizado por gas es una turbina de gas.
El aparato también comprende un tanque para recolectar desde el primer intercambiador de calor el fluido condensado de la fuente de calor de fluido externo.
La presente invención también proporciona un método para calentar el fluido de operación, el método comprende los pasos de:
i. evaporar el fluido de trabajo en un lado de un primer intercambiador de calor de un circuito cerrado por la entrada de calor desde la fuente de calor de fluido externo en un lado opuesto del primer intercambiador de calor;
ii transportar el fluido de trabajo gaseoso, evaporado alrededor del circuito cerrado hasta un compresor de vapor;
iii. comprimir el fluido de trabajo gaseoso, evaporado en el compresor de vapor para formar un fluido de trabajo gaseoso de presión más alta;
iv. transportar el fluido de trabajo gaseoso de presión más alta alrededor del circuito cerrado hasta un segundo intercambiador de calor del circuito cerrado;
v. condensar el fluido de trabajo gaseoso de presión más alta en un lado del segundo intercambiador de calor, lo cual calienta el fluido de operación externo en un lado opuesto del segundo intercambiador de calor;
y
vi. transportar el fluido de trabajo condensado alrededor del circuito cerrado hasta el primer intercambiador de calor.
De preferencia, el método se usa para freír productos alimenticios en una freidora que emplea aceite recirculado para freidora como el fluido de operación externo. La fuente de calor del fluido externo puede comprender vapor generado durante el proceso de freído. Típicamente, la freidora tiene extremos de entrada y de salida acoplados con el sistema de recirculación de aceite. Los productos alimenticios pueden comprender botanas, opcionalmente papas fritas.
De preferencia, el compresor de vapor es activado por un motor energizado por gas.
; Opcionalmente, el motor energizado por gas tiene un escape para los gases de combustión y el escape está conectado con el tercer intercambiador de calor para calentar el fluido de operación externo.
El motor energizado por gas se puede conectar con un generador eléctrico para generar la energía eléctrica para activar al compresor. El motor energizado por gas puede ser una turbina de gas.
El método también puede incluir el paso de recolectar el fluido condensado de la fuente de calor de fluido externo desde el primer intercambiador de calor.
Breve Descripción de los Dibujos
Ahora se describirá una modalidad de la presente invención, solamente como ejemplo con referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales:
1 La Figura 1 es una ilustración esquemática de un aparato para freír que incorpora un aparato para calentar el fluido de operación, de conformidad con una modalidad de la presente invención.
Descripción Detallada de la Invención
Con referencia a la Figura 1, se muestra un aparato para freír que incorpora un aparato para calentar un fluido de operación de conformidad coni una primera modalidad de la presente invención. Una freidora 2 es una' freidora continua en donde los productos alimenticios, tales como botanas, como papas fritas, a ser freídas se fríen en un extremo 4 longitudinal corriente arriba de la freidora 2 y el producto alimenticio cocinado se remueve por el extremo 6 longitudinal corriente abajo, opuesto de la freidora 2. En forma correspondiente, el aceite para cocinar fluye en forma continua a lo largo de la freidora 2 desde el extremo 4 de entrada o corriente arriba hasta el extremo 6 de salida o corriente abajo. Un transportador 7 para remover los productos alimenticios freídos del aceite en la freidora 2 está dispuesto en el extremo 6 de salida.
El aceite que se encuentra a una temperatura de entrada relativamente alta, típicamente de 175 a 182°C se alimenta en o adyacente al extremo 4 corriente arriba y el aceite a una temperatura relativamente baja de 150 a 155°C se remueve continuamente de la freidora 2 por el
extremo 6 corriente abajo. Una salida 8 en el extremo 6 corriente abajo se conecta con el primer lado 9 de un primer intercambiador de calor 10 que calienta el aceite. Una línea 12 de salida desde el primer lado 9 del primer intercambiador de calor 10 se conecta con la entrada 14 en el extremo 4 corriente arriba de la freidora 2. Esto proporciona un primer circuito 16 cerrado para recircular el aceite para la freidora 2, el aceite recirculado se calienta por el primer intercambiador de calor 10.
En un segundo lado del primer intercambiador de calor 10 es un segundo circuito 18 cerrado para un fluido de trabajo. El fluido de trabajo experimenta cambios de fase entre un líquido y un gas y viceversa, dentro del segundo circuito 18 cerrado. Típicamente, el fluido de trabajo puede comprender agua, un anti-congelante, tal como un anti-congelante orgánico o cualquier otro fluido de trabajo apropiado que tiene un punto de ebullición en el rango de temperatura deseado, como se describe más adelante. Por ejemplo, el fluido de trabajo puede ser dióxido de carbono. Típicamente, el punto de ebullición es más bajo que 125°C, que es una temperatura típica de entrada para el vapor que entra en el primer intercambiador de calor 10 para evaporar el fluido de trabajo.
En el segundo circuito 18 cerrado, se proporciona un segundo intercambiador de calor 20 y un compresor 22, típicamente un compresor 22 mecánico de vapor. En una salida 24 del segundo lado 11 del primer ¡ntercambíador de calor 10, el fluido de trabajo líquido sale y se alimenta a lo largo de un conducto 25 hasta una entrada 26 de un primer lado 28 del segundo intercambiador de calor 20. El fluido de trabajo en forma líquida pasa a través del primer lado 28 del segundo intercambiador de calor 20, en donde se evapora y una salida 30 alimenta el fluido de trabajo evaporado al compresor 22. El compresor 22 comprime el vapor a una temperatura y presión elevadas. El fluido de trabajo en forma de vapor a una temperatura y presión elevadas entonces se alimenta a lo largo del conducto 32 de salida desde el compresor 22 hasta la entrada 34 del segundo lado 11 del primer intercambiador de calor 10.
En un segundo lado 35 del segundo intercambiador de calor 20 se encuentra por lo menos una entrada 36 para una fuente de calor de fluido, en forma de vapor, y una salida 38 para condensarlo en forma de agua. La fuente de calor de fluido experimenta un cambio de fase, desde gas a líquido, dentro del segundo lado 35 del segundo intercambiador de calor 20 y el calor latente residual entregado se utiliza junto con la transferencia de calor que resulta de la temperatura elevada de entrada de la fuente de calor de fluido, para evaporar el fluido de trabajo que pasa a través del primer lado 28 del segundo intercambiador de calor 20. El fluido de trabajo condensado en la salida 38 es recibido en el tanque 40 de recolección de condensado.
Como se describe de aquí en adelante, el vapor sale de los vapores de la freidora y del condensado de agua recuperado de los vapores de la freidora se recolecta en el tanque 40 de recolección que puede entonces formar un suministro de agua para ser usado en cualquier lugar dentro de la planta de producción o en el proceso de producción, por ejemplo, para el lavado de las papas usado para formar las papas fritas para reducir el consumo de agua potable en la fábrica. El agua recuperada puede enfriarse a la temperatura ambiente con el uso de un equipo de
enfriamiento disponible comercialmente.
Una campana 44 está dispuesta sobre la freidora 4 para capturar el vapor que se genera por la deshidratación del producto alimenticio, típicamente, las rebanadas de papa, durante el proceso de freído. La periferia 46 inferior de la campana 44 de la freidora cubre esencialmente toda la periferia 48 superior de la freidora 4 para que esencialmente todo el vapor sea capturado dentro de la campana 44 de la freidora , conforme se eleva del aceite de freído durante el proceso de freído. La campana 44 se extiende por lo menos parcialmente sobre el transportador 7, para que el producto alimenticio freído en el transportador 7 quede expuesto a la atmósfera dentro de la campana 44 después de ser removido del aceite.
La campana 44 de la freidora tiene una salida 50 conectada con un conducto 52. El conducto 52 a su vez, está conectado con la entrada 36 en el segundo lado 35 del segundo intercambiador de calor 20. El conducto 52 está orientado esencialmente en forma vertical para formar una pila 54 de escape de la campana de la freidora orientada en forma vertical. Un ventilador 56, activado por ejemplo, con un motor eléctrico (no mostrado), puede estar dispuesto dentro del conducto 52 para dejar escapar el vapor hacia arriba desde la campana 44. Un sensor 79, que puede ser un sensor de presión o un sensor de oxígeno, puede ser provisto en la campana 44 de la freidora 44 o la pila 54 para proporcionar un control directo de suministro del ventilador 56. Un filtro 57 de partículas está dispuesto dentro del conducto 52 sobre la campana 44.
En la parte superior de la pila 54 de escape una primera ramificación 58 del conducto se conecta con una chimenea 60 para dejar escapar una porción del vapor hacia la atmósfera. En forma alternativa, el vapor puede condensarse y enfriarse a la temperatura ambiente con el uso de equipos de enfriamiento comercialmente disponibles. El agua recolectada se puede conducir al tanque 40 de recolección. Una segunda ramificación 62 del conducto se conecta con la entrada 36. Las válvulas (no mostradas) pueden ser provistas dentro de la primera ramificación 58 del conducto y de la segunda ramificación 62 del conducto para abrir o cerrar en forma selectiva las ramificaciones 58, 62 respectivas.
De conformidad con ello, el vapor del proceso de freído se alimenta como una fuente de calor gaseoso, hasta el segundo intercambiador de calor 20. El vapor se condensa dentro del segundo intercambiador de calor 20 para formar un condensado líquido en la salida 38 que se recolecta en el tanque 40. El vapor entrega la energía térmica que evapora el fluido de trabajo en el otro lado del segundo intercambiador de calor 20. El fluido de trabajo evaporado se entrega al compresor 22 que comprime el fluido de trabajo gaseoso a una temperatura y presión incluso más altas. Tal fluido de trabajo con temperatura y presión más altas entonces se alimenta a la entrada 34 del segundo lado 11 del primer intercambiador de calor 10 que entonces transfiere una gran cantidad de energía al aceite de la freidora que pasa a través del primer lado 9 del primer intercambiador de calor 10. Típicamente, el aceite de la freidora se alimenta desde la freidora 2 hasta el primer intercambiador de calor 10 a una temperatura de entrada de aproximadamente 150 a 155°C y sale del primer intercambiador de calor 10 a una temperatura de aproximadamente 165 a 180°C. En el segundo lado 11 del segundo intercambiador de calor 10 el fluido de trabajo se condensa, y el liquido entonces se conduce al segundo intercambiador de calor 20, en donde se evapora y el ciclo se repite.
Un motor 66 es energizado al quemar un gas combustible, tal como el gas natural. Típicamente, el motor 66 es un motor de turbina de gas. Un generador 72 eléctrico, para generar una salida de energía eléctrica de corriente alterna está conectado con la flecha 68 de salida del motor 66 de gas para generar electricidad. La electricidad se usa para accionar el compresor 22. El compresor 22 lleva uno o más discos 70 giratorios del compresor para comprimir el flujo de vapor dentro del compresor 22.
En la modalidad, la energía eléctrica de salida del generador 72 eléctrico accionado por el motor 66 de gas es mayor que la energía eléctrica requerida para accionar al compresor 22. La salida excedente de energía eléctrica es para usarse en el sitio o en la fábrica.
El motor 66 de gas tiene un escape 74 para los productos de combustión que está conectado como una entrada 76 con un segundo lado 78 del tercer intercambiador de calor 80, el aceite dentro del primer circuito 16 cerrado para recircular el aceite para la freidora 2 se pasa a través del primer lado 82 del tercer intercambiador de calor 80. Una salida 84 del segundo lado 78 del tercer intercambiador de calor 80 se conecta con la chimenea 60 para dejar escapar los productos de combustión desde el motor de gas a la atmósfera. El escape proporciona calor adicional para calentar el aceite de la freidora en el primer circuito 16 cerrado.
Por lo tanto, el motor 66 de gas se emplea no solamente para proporcionar la energía eléctrica para activar el compresor 22 de vapor, y opcionalmente, para generar la energía eléctrica excedente para usarse en sitio, sino también para proporcionar una fuente de energía de alto grado para complementar la proporción final de energía requerida para el calentamiento del aceite, con el uso del gas de escape para proporcionar el calor de desperdicio desde el motor 66 de gas al aceite.
El escape 54 alimenta el gas de escape desde el motor 66 de gas a una temperatura típica de aproximadamente 300 a 500°C y la salida 78 conduce el gas a una temperatura típica de aproximadamente 230°C hasta la chimenea 40.
Esto proporciona un sistema de calentamiento altamente eficiente de energía para el aceite de una freidora que también recupera el vapor de desperdicio para producir un condensado útil, y opcionalmente, genera electricidad.
Típicamente, el vapor que abandona la campana 44 de la freidora hacia arriba a lo largo del conducto 52 y que entra por la entrada 56 del segundo intercambiador de calor 20 está a una temperatura de aproximadamente 100 a 150°C, típicamente, aproximadamente 125°C, y a una presión de o menor que la presión atmosférica.
En el compresor 22, el fluido de trabajo gaseoso se comprime a una presión elevada para formar un gas de alta presión a una temperatura elevada. Por ejemplo, el fluido de trabajo líquido comprimido que sale del compresor 22 y por lo tanto, se alimenta como un fluido de trabajo hasta el primer intercambiador de calor 10 está a una temperatura de aproximadamente 190° a 220°C, típicamente aproximadamente 190°C y a una presión de 10 x 105 Pa absoluta a 15 x 105 Pa absoluta.
En el segundo lado 11 del primer intercambiador de calor 10, el fluido de trabajo gaseoso de alta presión se condensa para formar un liquido, lo cual libera el calor latente que se transfiere al aceite en el lado opuesto del primer intercambiador de calor 10, lo cual caliente el aceite. Tal fluido de trabajo gaseoso de alta presión y de alta temperatura, por lo tanto transfiere una gran cantidad de energía térmica en el primer intercambiador de calor 10 desde el fluido de trabajo al aceite en el primer lado 9 del primer intercambiador de calor 10. El fluido de trabajo líquido enfriado es expulsado desde el primer intercambiador de calor 10 y se transporta a un segundo intercambiador de calor 20, en donde el fluido de trabajo se evapora por el calor de entrada desde el vapor. El ciclo se completa al alimentar el fluido evaporado al compresor 22, lo cual forma un gas:de alta presión, el cual es entonces conducido por licuado en el primer intercambiador de calor 10.
Comparado con una freidora de papas fritas comercial, de escala industrial, convencional, el método y aparato para freír de la presente invención puede ofrecer mayor energía y grandes ahorros en los costos.
Por ejemplo, una freidora convencional usa un calentador energizado con gas para calentar el aceite que sale por el extremo de salida del tanque de la freidora y el aceite calentado se recicla de regreso al extremo de entrada del tanque de la freidora. Típicamente, el aceite se calienta desde una temperatura de aproximadamente 155°C a una temperatura de 185-190°C. El vapor típicamente se deja escapar a la atmósfera o se alimenta dentro de un oxidador térmico para la destrucción de material volátil dentro de los vapores de la freidora y después se deja escapar a la atmósfera.
La recuperación de vapor de conformidad con la modalidad preferida, no solamente proporciona una fuente de agua, sino que también recupera cantidades importantes de energía del vapor, tanto la energía térmica como el calor latente, que se usan para calentar el fluido de trabajo en un segundo intercambiador de calor de un circuito cerrado para el fluido de trabajo, el fluido de trabajo a su vez, se usa para calentar el aceite en el primer intercambiador de calor después de la conversión del fluido de trabajo en un fluido de trabajo de presión más alta/temperatura más alta por el compresor. El compresor es activado por un motor accionado por un gas combustible y la energía de escape se emplea, por lo menos parcialmente, para calentar el aceite en el tercer intercambiador de calor.
El uso del método y aparato para freír de la presente invención puede alcanzar grandes ahorros en el combustible de aproximadamente 50% o más comparado con una freidora convencional. Además, el agua se recupera, lo cual reduce los costos del agua en cualquier lugar en la fábrica.
Aunque la presente invención ha sido descrita con referencia a un aparato de freidora, las personas experimentadas en la técnica podrán apreciar que el aparato para calentar el fluido de operación, con el uso de un circuito cerrado se puede emplear en una variedad de otros aparatos industriales y procesos, en donde el calor de desperdicio se emplea para proporcionar energía a un fluido con el uso de un circuito cerrado que incorpora el cambio de fase del fluido de trabajo, con un compresor de vapor para proporcionar una fuente de calor de alto grado para calentar el fluido de operación.
Otras modificaciones serán evidentes para las personas experimentadas en la técnica y están abarcadas por el alcance de la presente invención.
Claims (15)
1. Un aparato para calentar un fluido de operación, el aparato está caracterizado porque comprende un circuito cerrado para un fluido de trabajo, el circuito cerrado tiene un primer y un segundo intercambiadores de calor y un compresor entre ellos, el primer intercambiador de calor tiene un lado de entrada de calor para la conexión con una fuente de calor de fluido externo y un lado de salida de calor para evaporar el fluido de trabajo dentro del circuito cerrado, el compresor es un compresor de vapor adaptado para comprimir el fluido de trabajo gaseoso, evaporado desde el primer ¡ntercambiador de calor para formar un fluido de trabajo gaseoso de presión más alta, y el segundo intercambiador de calor tiene un lado de entrada de calor para recibir y condensar el fluido de trabajo gaseoso de presión más alta desde el compresor y un lado de salida de calor para calentar el fluido de operación externo, un sistema de recirculación de aceite acoplado con la freidora para freír productos alimenticios, en donde el lado de salida de calor del segundo intercambiador de calor está conectado con el sistema de recirculación de aceite, el aceite de la freidora comprende el fluido de operación externo y una campana sobre la freidora, el lado de entrada de calor del primer intercambiador de calor está conectado con la campana, la campana está adaptada para recolectar el vapor generado durante el proceso de freído, el vapor comprende la fuente de calor de fluido externo.
2, El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la freidora tiene extremos de entrada y de salida conectados con el sistema de recirculación de aceite.
3. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque además comprende un motor energizado por gas para activar al compresor.
4. El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque además comprende un tercer intercambiador de calor para calentar el fluido de operación externo, el motor energizado por gas que tiene un escape para los gases de combustión conectado con el tercer intercambiador de calor.
5. El aparato de conformidad con la reivindicación 3 o la reivindicación 4, caracterizado porque además comprende un generador eléctrico conectado con el motor energizado por gas para generar energía eléctrica para activar al compresor.
6. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3 a la 5, caracterizado porque el motor energizado por gas es una turbina de gas.
7 El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque además comprende un tanque para recolectar desde el primer intercambiador de calor el fluido condensado de la fuente de calor de fluido externo.
8. Un método para calentar el fluido de operación, el método está caracterizado porque comprende los pasos de: i. evaporar un fluido de trabajo en un lado del primer intercambiador de calor de un circuito cerrado al introducir calor desde la fuente de calor de fluido externo en un lado opuesto del primer intercambiador de calor; i¡ . conducir el fluido de trabajo gaseoso evaporado alrededor del circuito cerrado hasta un compresor de vapor; iii . comprimir el fluido de trabajo gaseoso evaporado en el compresor de vapora para formar un fluido de trabajo gaseoso de presión más alta; iv. conducir el fluido de trabajo gaseoso de presión más alta alrededor del circuito cerrado hasta un segundo intercambiador de calor del circuito cerrado; v. condensar un fluido de trabajo gaseoso de presión más alta en un lado del segundo intercambiador de calor, lo cual calienta el fluido de operación externo en un lado opuesto del segundo intercambiador de calor; y vi. conducir el fluido de trabajo condensado alrededor del circuito cerrado hasta el primer intercambiador de calor; en donde el método se usa en un método para freír productos alimenticios en una freidora que emplea un aceite recirculado para la freidora desde la freidora como el fluido de operación externo y la fuente de calor de fluido externo comprende el vapor generado durante el proceso de freído.
9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la freidora tiene extremos de entrada y de salida acopiados con el sistema de recirculación de aceite.
10. El método de conformidad con la reivindicación 8 o la reivindicación 9, caracterizado porque los productos alimenticios comprenden botanas, opcionalmente papas fritas.
11. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a la 10, caracterizado porque el compresor de vapor es activado por un motor energizado por gas.
12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el motor energizado por gas tiene un escape para los gases de combustión y el escape está conectado con un tercer intercambiador de calor para calentar el fluido de operación externo.
13. El método de conformidad con la reivindicación 11 o la reivindicación 12, caracterizado porque el motor energizado por gas está conectado con un generador eléctrico para generar energía eléctrica para activar el compresor.
14. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a la 13, caracterizado porque el motor energizado por gas es una turbina de gas.
15. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a la 14, caracterizado porque además incluye el paso de recplectar el fluido condensado de la fuente de calor de fluido externo desde el primer intercambiador de calor.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1016822.7A GB2484317B (en) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | Frying method and apparatus |
| GB1019000.7A GB2484354B (en) | 2010-10-06 | 2010-11-10 | Apparatus for and method of heating an operating fluid |
| PCT/EP2011/067432 WO2012045799A1 (en) | 2010-10-06 | 2011-10-06 | Apparatus for and method of heating an operating fluid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MX2013003908A true MX2013003908A (es) | 2013-10-03 |
Family
ID=43243597
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MX2013003908A MX2013003908A (es) | 2010-10-06 | 2011-10-06 | Aparato y metodo para calentar un fluido de operacion. |
| MX2013003911A MX2013003911A (es) | 2010-10-06 | 2011-10-06 | Metodo y aparato de freido. |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| MX2013003911A MX2013003911A (es) | 2010-10-06 | 2011-10-06 | Metodo y aparato de freido. |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US8683916B2 (es) |
| EP (3) | EP2662006B1 (es) |
| CN (2) | CN103237484A (es) |
| AU (2) | AU2011311527B2 (es) |
| BR (2) | BR112013008378A2 (es) |
| CA (2) | CA2813500A1 (es) |
| ES (3) | ES2527735T3 (es) |
| GB (4) | GB2495409B (es) |
| MX (2) | MX2013003908A (es) |
| PL (1) | PL2624734T3 (es) |
| RU (2) | RU2568091C2 (es) |
| WO (2) | WO2012045799A1 (es) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2495409B (en) * | 2010-10-06 | 2013-06-12 | Frito Lay Trading Co Gmbh | Frying method |
| CN103947699B (zh) * | 2014-05-12 | 2016-01-20 | 新昌县羽林街道达康机械厂 | 一种全自动快捷薯片油炸机 |
| CN106524269A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-03-22 | 张国华 | 油烟机 |
| CN108065787A (zh) * | 2017-07-28 | 2018-05-25 | 宁波方太厨具有限公司 | 一种用于蒸箱的蒸汽处理结构 |
| WO2019236423A1 (en) * | 2018-06-06 | 2019-12-12 | Innovative Product Solutions, LLC | Cooking device having heat sources in a stacked arrangement |
| CA3133052A1 (en) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | Gea Food Solutions Bakel B.V. | Floating particles removal within a food fryer |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1202268A (en) * | 1967-12-14 | 1970-08-12 | Johnson & Company London Ltd A | An apparatus for evaporating a liquor |
| US3977210A (en) * | 1973-11-16 | 1976-08-31 | Societe Anonyme Dite: Frimair S.A. | Heat exchanger applicable more particularly to compressor heat pumps |
| GB2054364B (en) * | 1979-06-02 | 1983-05-05 | Golden Wonder Ltd | Apparatus for blanching and frying potato-based foods |
| DE3031425A1 (de) * | 1980-08-18 | 1982-04-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Anordnung zur kuehlung einer elektrischen maschine |
| GB2098450B (en) * | 1981-05-11 | 1985-06-12 | Haas Franz Sen | Wafer baking oven |
| EP0083429A1 (de) | 1981-12-22 | 1983-07-13 | Niro Plan Ag | Friteuse |
| CH662933A5 (de) * | 1983-12-12 | 1987-11-13 | Niro Plan Ag | Friteuse. |
| CN85201723U (zh) * | 1985-05-02 | 1986-06-25 | 株式会社吉冈制作所 | 炸食品的装置 |
| US4721625A (en) * | 1985-11-01 | 1988-01-26 | Borden, Inc. | Process for preparing low oil potato chips |
| US5132126A (en) * | 1989-06-19 | 1992-07-21 | John Sinkler | Process for preparing a bacon product |
| US4941400A (en) | 1989-09-28 | 1990-07-17 | Henny Penny Corporation | Ventless hood for a deep fat fryer |
| FR2652732B1 (fr) | 1989-10-09 | 1994-11-04 | Maleyran Jean Jacques | Dispositif de cuisson de produits alimentaires par bain dans un liquide chaud. |
| JPH03268718A (ja) * | 1990-03-20 | 1991-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蒸気処理機能付調理器 |
| US5454296A (en) * | 1993-12-29 | 1995-10-03 | Interstate Brands Corporation | Apparatus for controlling organic vapors emitted by a fryer |
| US5398668A (en) * | 1994-07-13 | 1995-03-21 | Combustion Concepts, Inc. | Deep frying apparatus |
| JPH08252177A (ja) * | 1995-03-16 | 1996-10-01 | Hiroshi Shishido | 低圧高温過熱蒸気装置により発生した低酸素状態の過熱蒸気雰囲気を利用した連続式フライヤー装置及び低圧高温過熱蒸気装置により発生した低酸素状態の過熱蒸気雰囲気を用いた連続式フライヤーによる食品の脱油・省油方法。 |
| NL9500599A (nl) * | 1995-03-29 | 1996-11-01 | Kiremko Bv | Werkwijze en inrichting voor het verwerken van voedingsmiddelen. |
| WO1998004174A1 (en) | 1996-07-29 | 1998-02-05 | Philips Electronics N.V. | Deep-frying device |
| US6235210B1 (en) * | 2000-02-22 | 2001-05-22 | Hobart Corporation | Combination continuous and batch filter for a recirculating fryer |
| US7794765B2 (en) * | 2002-01-25 | 2010-09-14 | James Edward Maguire | Method and apparatus for cooking low fat french fries |
| EP1882888A1 (de) * | 2006-07-26 | 2008-01-30 | Erwin Dietz | Wärmepumpenanlage, insbesondere zur Klimatisierung eines Gebäudes |
| JP5158486B2 (ja) * | 2008-01-16 | 2013-03-06 | カルビー株式会社 | フライヤー |
| FR2933287B1 (fr) | 2008-07-02 | 2013-04-05 | Seb Sa | Appareil de cuisson a resistance electrique plongeante comportant un dispositif d'aspiration des vapeurs de cuisson |
| US20100040750A1 (en) * | 2008-08-13 | 2010-02-18 | Assaad Kimberly Nicole | Method and apparatus to produce a fried food product having a reduced level of fat and acrylamide |
| US8148668B2 (en) * | 2008-11-03 | 2012-04-03 | Frito-Lay North America, Inc. | Oil stripping fryer unit |
| GB2495409B (en) * | 2010-10-06 | 2013-06-12 | Frito Lay Trading Co Gmbh | Frying method |
-
2010
- 2010-10-06 GB GB1219253.0A patent/GB2495409B/en active Active
- 2010-10-06 GB GB1016822.7A patent/GB2484317B/en active Active
- 2010-10-06 GB GB1219255.5A patent/GB2495410B/en active Active
- 2010-11-10 GB GB1019000.7A patent/GB2484354B/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-10-06 ES ES11769835.7T patent/ES2527735T3/es active Active
- 2011-10-06 BR BR112013008378A patent/BR112013008378A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2011-10-06 EP EP13165211.7A patent/EP2662006B1/en active Active
- 2011-10-06 CA CA2813500A patent/CA2813500A1/en not_active Abandoned
- 2011-10-06 WO PCT/EP2011/067432 patent/WO2012045799A1/en active Application Filing
- 2011-10-06 US US13/877,933 patent/US8683916B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-10-06 AU AU2011311527A patent/AU2011311527B2/en active Active
- 2011-10-06 RU RU2013119229/12A patent/RU2568091C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-10-06 RU RU2013119234/12A patent/RU2546444C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-10-06 ES ES13165211.7T patent/ES2537509T3/es active Active
- 2011-10-06 CN CN201180058188XA patent/CN103237484A/zh active Pending
- 2011-10-06 CN CN2011800557062A patent/CN103327860A/zh active Pending
- 2011-10-06 PL PL11769835T patent/PL2624734T3/pl unknown
- 2011-10-06 MX MX2013003908A patent/MX2013003908A/es not_active Application Discontinuation
- 2011-10-06 WO PCT/EP2011/067433 patent/WO2012045800A2/en active Application Filing
- 2011-10-06 US US13/877,982 patent/US9055840B2/en active Active
- 2011-10-06 AU AU2011311526A patent/AU2011311526B2/en active Active
- 2011-10-06 BR BR112013008216A patent/BR112013008216A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2011-10-06 ES ES11769836.5T patent/ES2537986T3/es active Active
- 2011-10-06 CA CA2813501A patent/CA2813501A1/en not_active Abandoned
- 2011-10-06 EP EP11769835.7A patent/EP2624734B1/en not_active Not-in-force
- 2011-10-06 EP EP11769836.5A patent/EP2624735B1/en active Active
- 2011-10-06 MX MX2013003911A patent/MX2013003911A/es not_active Application Discontinuation
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| MX2013003908A (es) | Aparato y metodo para calentar un fluido de operacion. | |
| CA2534724C (en) | Control system for gas turbine in material treatment unit | |
| Shaaban | Performance optimization of an integrated solar combined cycle power plant equipped with a brine circulation MSF desalination unit | |
| US20130019494A1 (en) | Control system for gas turbine in material treatment unit | |
| US8652561B2 (en) | Frying method | |
| JP2004307793A (ja) | バイオマス発電システム | |
| AU2014262263B2 (en) | Frying Method and Apparatus | |
| Mussati et al. | Optimization of the mechanical vapor compression (MVC) desalination process using mathematical programming | |
| Patel et al. | Different parameters affecting the efficiency of dryers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA | Abandonment or withdrawal |