MX2014000688A - Metodo y aparato para la operacion eficiente en energia en la esterilizacion de la fruta de palma de aceite. - Google Patents

Abstract

El aparato funciona con vapor de agua POR encima de la presión atmosférica. Incluye un recipiente a presión (40) con un interior (8), al menos un contenedor móvil (4) que sostiene la fruta de palma de aceite con la parte superior abierta expuesta al interior (8). Se conecta un conducto de suministro de vapor que suministra vapor desde una fuente de vapor externa al interior (8); el contenedor (4) tiene un piso sólido (II) con al menos una abertura abierta (51) en comunicación fluida con el interior del contenedor (4). Un canal (15) en comunicación fluida con el interior del contenedor (4) está además en comunicación fluida con otro canal (16) que está en comunicación fluida con el exterior del recipiente a presión (40). Se da a conocer un método de introducción de vapor a presión en el recipiente a presión (40) y que disipa el aire atrapado dentro de la pila de los racimos de frutas de palma de aceite (10) y el condensado desde el contenedor (4). (Figura 3).

Description

MÉTODO Y APARATO PARA LA OPERACIÓN EFICIENTE EN ENERGÍA EN LA ESTERILIZACIÓN DE LA FRUTA DE PALMA DE ACEITE CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a un método y aparato para el tratamiento eficiente de la energía de una carga porosa de materiales particularmente productos vegetales, aceite de palma y racimos de frutos similares, más particularmente, a un proceso de esterilización que utiliza vapor como medio de tratamiento de los racimos de frutos de palma aceitera.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El tratamiento con calor eficaz es por lo general un aspecto crítico de muchos procesos industriales en que puede aumentar la eficiencia y la eficacia de los procesos hacia abajo. Esto puede tener un impacto directo en la calidad y seguridad del producto. En este ejemplo, se considera un proceso de esterilización que utiliza vapor caliente, tal como vapor de agua, como un medio para el tratamiento con calor de la materia en un recipiente cerrado. La esterilización adecuada requiere tiempo mínimo de exposición a una temperatura de esterilización eficaz, en función de la materia en particular que se está esterilizado, para alcanzar un determinado nivel de tratamiento. Se sabe que el aire atrapado dentro de un recipiente impide la esterilización y se utilizan varias técnicas para expulsar el aire antes de proceder a la etapa de esterilización real. La eliminación del aire por desplazamiento hacia abajo por gravedad, de presurizacion y despresurización repetidas con el medio de esterilización y aspirando son algunos de los métodos comunes usados para evacuar el aire en el recipiente. La esterilización de materiales porosos que contienen aire en los intersticios del material plantea un problema debido a la dificultad para eliminar el aire de dentro del material. Esto es aún más pronunciado en los casos donde los materiales porosos se colocan en un contenedor dentro del recipiente de esterilización.

La esterilización de los racimos de fruta fresca (FFB) de la palma de aceite (Elaeis Guineensis Jacq.), en el proceso de extracción de aceite de palma es un ejemplo en el punto en que los racimos de fruta fresca apilados en contenedores abiertos comúnmente conocidos como cajas se cargan en un recipiente a presión para la esterilización usando vapor como agente de esterilización.

Convencionalmente, en un molino de aceite de palma el proceso de esterilización se lleva a cabo en un recipiente a presión tal como un recipiente cilindrico, situado en posición horizontal o vertical, y se llena con vapor de agua bajo ciertos parámetros físicos como un proceso por lotes.

En el caso de los esterilizadores horizontales, las cajas abiertas en la parte superior con paredes de acero perforadas apiladas con los racimos de fruta de palma aceitera se empujan sobre las pistas en el recipiente a presión para la esterilización. Serían necesarias múltiples cajas para un fácil manejo para lograr una capacidad de esterilización por lotes requerida. Después de la esterilización se sacan las cajas con los racimos tratados fuera del esterilizador para el tratamiento posterior de los racimos de fruta.

Cuando se dispone en una posición horizontal, el esterilizador de recipiente cilindrico tiene bastante buena disposición porque los racimos de fruta de palma de aceite apilados en las cajas se distribuyen más uniformemente en esta posición a través de la longitud del recipiente alargado, en oposición a un esterilizador vertical. Por lo tanto, cuando se inyecta vapor a presión en el interior del recipiente cilindrico colocado horizontalmente, el vapor puede llegar en diferentes direcciones y las esquinas de los contenidos dentro del recipiente ayudando de ese modo al tratamiento de los racimos de frutas. Sin embargo, el diseño convencional del esterilizador horizontal tiene una deficiencia inherente, que es, una eliminación de aire ineficaz. El aire atrapado en los espacios huecos dentro de los racimos de frutas apilados en las cajas hace que el aire atrapado sea difícil de eliminar durante la etapa de ventilación inicial del proceso de esterilización.

Como un pre-acondicionamiento del recipiente a presión para la esterilización efectiva, el aire se evacúa comúnmente por desplazamiento hacia abajo por gravedad con lo cual la introducción de vapor a través de la parte superior del recipiente, hace que el aire más denso se estratifique a una capa inferior y posteriormente se descarga desde el recipiente a presión a través de tuberías perforadas de dispersión de aire posicionadas en la región del fondo del recipiente al exterior del recipiente. Para mejorar la eficacia de eliminación de aire, se hace doble o triple pico de esterilización cuando el recipiente que contiene los racimos de fruta apilados en las cajas se someten a presión repetida liberando después la presurización parcial con vapor para desplazar y evacuar el aire residual antes de comenzar el proceso de esterilización real. Si bien se alcanza mejora en la esterilización mediante esterilización de pico múltiple, las desventajas incluyen una cantidad significativa de vapor de agua que se desperdicia por las etapas de presurización y despresurización en el venteo repetido de vapor y el calentamiento de la masa relativamente extensa de metal del recipiente y los carros de caja de fruta. También se requiere un tiempo más largo en general por lotes de esterilización debido a las etapas de pico múltiple, reduciendo así la capacidad de rendimiento del esterilizador. Más importante aún, la presión pulsante para eliminar el aire es particularmente preocupante para un proceso corriente arriba en el estado estacionario en el que el suministro de vapor viene, como la generación de energía por un motor de vapor de contrapresión. En los esterilizadores convencionales, el primer paso de desaireación expulsa el aire de los espacios interiores del recipiente por desplazamiento hacia abajo por gravedad a través de tubos perforados de dispersión de aire adecuados en el fondo y por lo general toma alrededor de 5 minutos del tiempo de ciclo total. Las dos etapas posteriores de pico de desaireación expulsan parcialmente las bolsas de aire atrapadas en el espacio interior de los racimos de fruta apiladas en las cajas y éstas tardan alrededor de 25 minutos del tiempo del ciclo total.

La evacuación del aire de un recipiente a presión con la aspiradora antes de que el ciclo de esterilización tal como se practica en esterilizadores más pequeños empleados en la industria del cuidado de la salud no es práctico y económico para grandes esterilizadores utilizados en el proceso de extracción del aceite de palma en el que el volumen del recipiente a presión puede ser de hasta a unos 180 metros cúbicos.

Para compensar la eliminación de aire ineficiente se emplea un período de tratamiento más largo bajo condiciones de vapor o una presión de vapor más alta o una combinación de ambos. Los efectos perjudiciales del aire atrapado que requiere un período de esterilización más largo y/o una presión de vapor más alta para satisfacer el requisito del proceso exigen como consecuencia una energía térmica más alta. La práctica actual utiliza una fuente externa de vapor saturado a cerca de 4 bar (400 kPa) a presión y alrededor de 144°C como medio de calentamiento en esterilización de triple pico y esto suele tardar más de 90 minutos para alcanzar un ciclo completo para obtener resultados satisfactorios. En consecuencia, la eliminación rápida y eficaz de aire es la clave para aumentar la eficiencia térmica de utilización de la energía.

La invención describe un método y un aparato para el tratamiento con calor de una carga porosa de material que incluye producto vegetal, más en particular racimos de fruta fresca de palma de aceite. La invención es aplicable a todos los productos vegetales que necesiten tratamiento con calor mediante vapor, como en el procesamiento de las almendras, anacardos y cacahuetes. El método para el tratamiento con calor de una carga porosa de material en un recipiente a presión incluye las etapas de transportar por lo menos un contenedor abierto en la parte superior que contiene la carga porosa dentro del recipiente a presión. El contenedor está montado en un carro sobre las pistas dentro del recipiente a presión. El recipiente a presión se sella a continuación, seguido por la introducción de vapor en el interior del recipiente a presión, mientras que se libera aire desde el recipiente a presión. Como se introduce vapor en el recipiente a presión, la temperatura de la carga porosa se eleva hasta que alcance una temperatura suficiente para el tratamiento con calor y se mantiene en ese nivel suficiente tiempo para completar el proceso de tratamiento con calor de la carga porosa. El aumento de la temperatura de la carga porosa incluye la etapa de inducir un flujo de vapor a través de la carga porosa a través del contenedor entre el interior y un exterior mediante el desarrollo de un diferencial de presión a través del contenedor. Dicho diferencial de presión es entre una primera presión (P1) que prevalece en el interior y una segunda presión (P2) que prevalece en una primera vía de fluido en la perforación en la superficie del contenedor en donde la segunda presión (P2) varia mediante la inducción de un flujo de fluido entre la primera vía de fluido y el exterior del recipiente a presión, de esta manera disipa sustancialmente el aire residual de dentro de la carga porosa de material. El flujo de vapor a través de la carga porosa de material es sustancialmente turbulento y el diferencial de presión entre P1 y P2 es entre 100 Pa y 2000 Pa. Cuando la carga porosa de material son racimos de fruta de palma de aceite la temperatura de saturación del vapor que corresponde a la presión en el interior es de menos de 10°C por encima de la temperatura de esterilización predeterminada de los racimos de fruta de palma de aceite.

La invención también da a conocer un esterilizador que funciona con vapor a presión para el tratamiento con calor de una carga porosa de material. El esterilizador comprende un recipiente cilindrico a presión colocado horizontalmente con por lo menos un puerto de entrada de vapor de agua y por lo menos un contenedor abierto en la parte superior montado sobre un carro transportable a lo largo de un par de pistas montadas dentro del recipiente a presión. El esterilizador incluye además una primera vía de fluido montada en el carro y se extiende desde la perforación de la superficie del contenedor hasta por lo menos una primera abertura para estar en conexión fluida con una segunda vía de fluido. La segunda vía de fluido se asegura al recipiente a presión que se extiende desde por lo menos una segunda abertura hasta un primer puerto de descarga para estar en conexión fluida con el exterior del recipiente a presión. La conexión fluida entre la primera vía de fluido y la segunda vía de fluido se efectúa a través de una conexión acoplable formada por medio de un empaque de sello elástico entre los labios periféricos que rodean a la primera y segunda aberturas cuando el carro se encuentra en registro en una posición predeterminada sobre las pistas. Alternativamente, la conexión fluida entre la primera vía de fluido de un carro y la segunda vía de fluido que está asegurada al recipiente a presión se efectúa a través de una conexión acoplable axialmente entre los extremos del conducto que forman la primera y la segunda aberturas y en el que la conexión fluida entre carros adyacentes en tándem se efectúa a través de una conexión acoplable axialmente entre el extremo del conducto que forma la primera abertura y el extremo del conducto que forman una tercera abertura del carro adyacente cuando los carros están en registro en posiciones predeterminadas en las pistas. Las respectivas vías son telescópicamente acoplables.

Se incluye además un sistema de suministro de vapor situado fuera del recipiente a presión, el sistema de suministro de vapor se configura para suministrar vapor en el recipiente a presión a una velocidad de flujo de vapor que es suficiente para que la carga porosa de material alcance la temperatura suficiente en 15 minutos, mientras que el sistema de suministro de vapor recibe un suministro de vapor externo preferiblemente a una presión predeterminada de entre 120 kPa y 300 kPa. El sistema de suministro de vapor incluye conductos que conectan la fuente externa de vapor y el recipiente a presión de una manera generalmente conocida en el arte con al menos una válvula principal de entrada de vapor, la válvula de entrada de vapor principal para controlar el flujo de vapor a través de un puerto de entrada de vapor en el recipiente esterilizador.

La invención está particularmente pero no exclusivamente dirigida hacia la consecución de una mayor eficiencia energética mediante el funcionamiento de un esterilizador de la fruta de palma de aceite utilizando una temperatura de vapor y una presión más bajas, un tiempo de esterilización más corto para un tratamiento de esterilización satisfactorio de los racimos de frutos de palma de aceite. La invención puede ponerse en práctica con recipientes a presión convencionales de cualquier configuración y tamaño de tratamiento de cargas porosas colocados en contenedores. El método de la invención y la disposición también se pueden implementar como una modificación en esterilizadores existentes.

La presente invención proporciona un método y un arreglo para la eliminación rápida y eficiente de aire residual de los huecos formados por los racimos de frutas apiladas en el espacio interior de la caja de la fruta mediante la inducción de un flujo de vapor de agua a través del espacio interior de la caja de fruta apilada con racimos de frutas que barre la entrada de aire residual. Para la eliminación eficaz del aire residual de los huecos el flujo de la mezcla inducida aire-vapor a través del espacio interior de la caja de la fruta tiene que alcanzar un régimen turbulento del flujo de fluido, que se efectúa mediante el desarrollo adecuado del diferencial de presión a través del espacio interior de la caja de fruta. Esta acción de barrido facilita la eliminación del aire residual de dentro del espacio interior de la caja de fruta se induce cuando la presión en los recipientes a presión se eleva después del suministro de vapor en el recipiente a presión.

La mayor parte del aire en el interior entre las paredes exteriores del recipiente a presión del esterilizador y las cajas se dispersa ventajosamente por desplazamiento por gravedad a través de los puertos de descarga de aire primarios del fondo cuando el vapor es admitido primero en el recipiente a presión y antes de que la presión aumente apreciablemente. Como la presión en el recipiente a presión del esterilizador comienza a elevarse por encima de la presión atmosférica, el flujo de vapor a través del espacio interior de la caja de fruta apilada con racimos de fruta empieza a barrer el aire residual de los huecos. La rápida eliminación del aire residual comienza cuando el flujo de la mezcla vapor-aire alcanza la turbulencia. La temperatura de la superficie de los racimos de fruta dentro de los racimos de fruta apilados en la caja, se eleva rápidamente a partir de entonces siguiendo de cerca la temperatura del vapor en el interior interno del recipiente que indica eficiente dispersión de aire residual del interior de la pila del racimo de fruta en la caja. Este proceso de dispersión de aire continúa hasta que se elimina casi todo el aire.

El barrido de vapor de agua a través de la caja de la fruta se induce cuando se desarrolla el diferencial de presión a través del espacio interior de la caja de fruta por medio de una conexión fluida con un primer canal de descarga de un flujo restringido del fluido de esterilización a través de un primer puerto de descarga al exterior. En la aplicación práctica, el flujo restringido de fluido de esterilización al exterior se controla por medios externos para mantener el diferencial de presión a un valor de diseño de entre aproximadamente 100 Pa y 2000 Pa que es adecuado para inducir el barrido de la mezcla vapor-aire turbulento requerido a través de los racimos de fruta apilados a través de la caja de la fruta. Un barrido de la mezcla vapor-ajre turbulento a través de la caja de fruta por cerca de tres a cinco minutos dispersará el aire residual a un nivel deseado dentro de la carga de racimos de fruta apiladas en las cajas de fruta y posteriormente la carga de racimos de fruta alcanzan rápida y más uniforme la distribución de temperatura de la superficie dentro de un intervalo de 2°C por debajo de la temperatura de saturación del vapor correspondiente a la presión que prevalece en el interior del recipiente a presión. La rápida eliminación del aire residual induce un ahorro en vapor y energía térmica en comparación con la práctica convencional de la presión pulsante del recipiente a presión para lograr lo mismo.

Además, cuando resulte ventajoso la invención se puede practicar con una inversión del flujo de vapor donde el vapor es suministrado al primer canal desde el exterior para inducir el flujo de vapor a través del espacio interior de la caja de fruta desde el primer canal de dispersión en el interior del recipiente a presión antes de que la presión en el interior comience a aumentar, durante el proceso de eliminación de aire residual.

Preferiblemente, el condensado recogido en el primer canal se elimina por separado de modo que no interfiera con la extracción del aire y otros gases no condensables a través del primer puerto de descarga. Una gran cantidad de condensado, y más notablemente aceite y condensado contaminado sucio de la masa de fruta se lavan en el primer canal sobre todo durante la fase inicial de calentamiento cuando se inicia el proceso de eliminación de aire residual. El condensado contaminado se drena hacia el interior del recipiente a presión del esterilizador por medio de etapas de sello condensado posicionadas entre el primero o el segundo canal y el interior del recipiente a presión. El condensado drenado desde el primero o el segundo canal a través de las etapas de sello condensado es descargado fuera del recipiente a presión a través de los orificios de descarga de condensado del esterilizador.

Las etapas de sello condensado proporcionan ventajosamente una protección de respaldo para limitar el diferencial de presión en caso de que aumente sin control. Limitar el diferencial de presión permite una disposición más simple de sellado económica y el diseño de los canales primero y segundo y evita la turbulencia indebida en los racimos de frutas.

Cuando sea ventajoso, el condensado que cae de las cajas de fruta y se recoge en el primer canal es segregado desde el condensado que precipita desde el calentamiento de la masa de metal de la pared exterior del recipiente a presión y el carro de la caja de fruta que recoge en el interior. La segregación puede facilitar la reutilización del condensado limpio y la separación del aceite a partir del condensado contaminado.

Un objeto de la presente invención es hacer funcionar el esterilizador a temperatura de vapor y presión reducida cerca de la temperatura de esterilización efectiva de la carga porosa bajo tratamiento mediante el cual se logra un menor consumo de vapor y una mayor eficiencia energética.

Un objeto de la presente invención consiste en configurar y operar el esterilizador utilizando temperatura reducida del vapor de suministro externo y presión consecuente con la temperatura de esterilización efectiva para la carga porosa bajo tratamiento con lo cual mejora la eficiencia en la generación de energía mecánica en un motor de vapor a contra presión corriente arriba que suministra el vapor al esterilizador, el motor funciona con un diseño de presión en el punto de operación para su presión de salida de la presión más baja de vapor de suministro.

Preferiblemente, el esterilizador para el tratamiento de los racimos de fruta de palma de aceite está diseñado y configurado para operar en un punto de operación de diseño para la presión de vapor de suministro entre 1 ,2 bar (120 kPa) y menos de 3,0 bar (300 kPa) y más preferible donde el esterilizador se diseña y configura para operar en un punto de operación de diseño para la presión de vapor de suministro entre 1 ,5 bar (150 kPa) y menos de 2,5 bar (250 kPa).

La presente invención está configurada para operar el esterilizador a una presión de vapor reducida utilizando vapor de suministro externo a una presión inferior para evitar flujos de sónicos durante el suministro de vapor y liberados para evitar una turbulencia excesiva y los niveles de ruido. La descarga de vapor seco a presión atmosférica desde una presión corriente arriba más baja de cerca de 1 ,8 bar (180 kPa) evita condiciones de flujo crítico en el funcionamiento del esterilizador.

La presente invención también está configurada para operar el esterilizador en un solo pico de esterilización que impide el uso de la presión pulsante del esterilizador para eliminar el aire residual, que de otro modo es preocupante para un proceso corriente arriba de estado estacionario en el que el vapor de alimentación, al igual que la generación de energía provienen de un motor de vapor de contrapresión.

En otro aspecto, la presente invención es para operar el esterilizador en pico único de esterilización con un tiempo de ciclo de lote más corto que del arte previo y de ese modo lograr una mayor capacidad de rendimiento.

Sin embargo, en otro aspecto, la presente invención es para operar el esterilizador a una distribución de temperatura más baja y más uniforme a lo largo de la mayor parte de la carga porosa bajo tratamiento que reduce la probabilidad de desnaturalización térmica de la carga porosa tratada y de ese modo mejorar la calidad del producto.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los atributos mencionados anteriormente y otras características y ventajas de esta invención y la manera de alcanzarlos, se harán más evidentes y la propia invención se entenderá mejor por referencia a la siguiente descripción de formas de realización de la invención tomadas en conjunto con los dibujos acompañantes, en los que: La Figura 1 muestra un arreglo interna del arte previo de un esterilizador horizontal de fruta de palma de aceite cargado con racimos de fruta apilados en cajas y rodando en posición en un par de pistas dentro del esterilizador. El diagrama pone de manifiesto la dificultad en la eliminación de aire.

La Figura 2 muestra en mayor detalle la vista del extremo en sección transversal de un arreglo del arte previo de un carro en unas pistas que llevan una caja de fruta dentro del recipiente a presión del esterilizador que ilustra el chasis del carro y las ruedas en un par de pistas.

La Figura 3 muestra los detalles de un arreglo interna de un esterilizador horizontal de fruta de palma de aceite con una instalación de la invención para expulsar el aire residual de los huecos internos de los racimos de fruta apilados en cajas al inducir un flujo de vapor a través de los racimos de fruta apilados (10) a lo largo de las cajas de fruta (4). Se emplea una conexión fluida acoplable de modo deslizable lateral (19) para efectuar un paso de fluido entre un interior (8) y el exterior del recipiente a presión (40).

La Figura 4 muestra un arreglo preferida en la que las etapas de sello del condensado (18) están posicionadas entre un segundo canal (16) y el interior (8) del recipiente a presión (40) para permitir que el condensado del segundo canal (16) drene hacia el interior (8c) del recipiente a presión (40), y facilitar la descarga de sólo el contenido gaseoso y de vapor a través del primer puerto de descarga (17) al exterior del recipiente a presión (40).

La Figura 5 muestra la situación de flujo de fluido inverso donde el vapor se está admitido en el primer canal (15) desde el exterior a través del primer puerto de descarga (17) mediante el cual la eliminación de aire es estimulada por medio de la inducción de un flujo de vapor a través de la pila de los racimos de frutas (10) a través de las cajas (4) en el interior (8) del esterilizador durante el proceso de eliminación de aire residual.

La Figura 6 muestra con mayor detalle la vista del extremo en sección transversal de un arreglo de una caja de fruta (4) sobre un carro con ruedas en un par de pistas dentro de un recipiente a presión (40) del esterilizador con instalación para disipar el aire residual de los huecos internos a la pila de racimos de frutas (10) en cajas (4) mediante la inducción de un flujo de vapor a través del interior de las cajas (4). Se ilustran en más detalle el arreglo de la rueda de carro, el primer canal (15) y el segundo canal (16), la conexión fluida acoplable de modo deslizable (19) y el primer puerto de descarga (17).

La Figura 7 muestra en mayor detalle la vista del extremo en sección transversal con las etapas de sello condensado preferidas (18) situadas entre el segundo canal (16) y el interior (8) que proporcionan medios para el drenaje de condensado y limita el diferencial de presión a través del interior de la caja (4) entre el primer canal (15) y el interior (8).

La Figura 8 muestra con mayor detalle la vista del extremo en sección transversal con mayor detalle del primer canal (15), segundo canal (16), conexión fluida acoplable de modo deslizable (19) y el primer puerto de descarga (17) con las etapas de sello condensado preferido (18) situadas entre el segundo canal (16) y el interior (8c). Se indican el diseño de etapas de cabeza estática (h1 ), que afecta el drenaje del condensado y (h2) que afecta el diferencial de presión máximo de operación.

La Figura 9 muestra con mayor detalle la vista lateral de la sección transversal de las posiciones laterales del primer puerto de descarga (17) y el puerto de descarga de condensado (7).

La Figura 10 muestra con mayor detalle la vista lateral en sección transversal de un arreglo para eliminar el condensado contaminado recogido en el segundo canal (16) del recipiente a presión (40) a través de un segundo puerto de descarga (17a).

La Figura 11 muestra una vista de elevación lateral del primer canal (15), del segundo canal (16), el primer puerto de descarga (17), el chasis del carro (13) y la conexión fluida acoplable de forma deslizable (19) con las etapas de sellado del condensado preferidas (18) ubicadas entre el segundo canal (16) y el interior (8c).

La Figura 12 muestra una vista del plano del primer canal (15) del carro de la caja de fruta, la abertura (161 ) alineada verticalmente con la abertura (162) sobre el segundo canal (16) formando una conexión fluida acoplable de manera deslizable (19).

La Figura 13 muestra una vista del plano de un arreglo alternativo de un carro (13) con una única caja de fruta con el primer canal (15) segmentado con dos aberturas (161 ) colindantes con las respectivas aberturas (162) del segundo canal (16) formando dos conexiones fluidas acoplables de forma deslizable (19) por caja de fruta (4).

La Figura 14 muestra una vista del plano de la placa de la zapata de deslizamiento (21 ) bajo el primer canal (15) unida al chasis del carro (13) que se acopla con el empaque elástico de sellado (20) sobre el segundo canal (16) para formar la conexión fluida acoplable de forma deslizable (19).

La Figura 15 muestra una vista del plano del empaque elástico de sellado (20) insertado sobre el segundo canal (16) que acopla con la placa de la zapata del sello (21 ) bajo el primer canal (15) unido al chasis del carro (13) para formar la conexión fluida acoplable de forma deslizable (19).

La Figura 16 muestra vistas geométricas 3D de un arreglo del primer aparato (161 ) unido al carro en la vista superior y el empaque elástico de sellado (20) se inserta sobre el segundo canal en la vista de fondo de tal manera que juntos forman la conexión fluida acoplable de forma deslizable (19) cuando se alinean en posición.

La Figura 17 muestra la tubería y el arreglo de válvula para operar el esterilizador. La Figura 18 ilustra las diversas etapas del proceso de esterilización mostrando la presión de vapor en el recipiente a presión en el momento que el esterilizador se pone en operación.

La Figura 19 muestra una implementación de la invención donde se emplea una conexión fluida de deslizamiento telescópico axial para efectuar un paso de fluido entre un interior (8) y el exterior del recipiente a presión (40). Un conducto de descarga (36) pasa a través del primer canal (15) que se asegura al carro móvil.

La Figura 20 muestra una vista en elevación lateral de la disposición en la que el conducto de descarga (36) pasa a través del primer canal (15) que está unido al carro móvil (13).

La Figura 21 muestra detalles de las conexiones fluidas acoplables de manera separable entre los respectivos conductos de descarga (36) de una pluralidad de carros en tándem y con el primer puerto de descarga (17) que forma el terminal de salida de descarga para expulsar el aire residual del conducto de descarga (36) al exterior. Se muestran las conexiones fluidas acoplables de manera separable (22) por medio de uniones de manguera flexible (33, 34) y un medio alternativo de conector deslizante telescópico con sello de anillo en O, para proporcionar la vía entre los respectivos conductos de descarga (36) y entre el conducto de descarga (36) y el exterior a través del primer puerto de descarga (17).

La Figura 22 muestra una implementación de la invención en un arreglo preferido en el que un par de etapas de sello del condensado (18) están situadas en el primer canal (15) asegurados al chasis del carro móvil (13) para permitir el drenaje del condensado desde el primer canal (15) al interior (8c) del recipiente a presión (40). Se emplea una conexión fluida acoplable de modo deslizable lateral (19) para efectuar el paso de fluido entre un interior (8) y el exterior del recipiente a presión (40).

Una implementación preferida de la presente invención se detalla con referencia a los dibujos que se acompañan. Se pretende, sin embargo, que a menos que particularmente se especifique, las dimensiones, los materiales, las posiciones relativas y así sucesivamente de las partes constituyentes en las implementaciones estas se interpretarán como ilustrativos y no como limitativos del alcance de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un método y un aparato para mejorar la eficiencia de energía y tiempo en el funcionamiento de un esterilizador de vapor utilizado para tratar cargas porosas colocadas en contenedores abiertos y cargadas en recipientes a presión.

En esta descripción el término "temperatura de esterilización eficaz" se refiere a una temperatura de relación mínima de temperatura-tiempo que se debe mantener a lo largo de todas las partes de una masa de la carga para obtener una esterilización eficaz. Como la temperatura de esterilización disminuye, el tiempo se puede aumentar para obtener una esterilización eficaz con la temperatura que tiene un valor mínimo limitante. Por ejemplo, para la esterilización de los racimos de frutas de palma de aceite, la temperatura de esterilización efectiva es 110°C durante un tiempo de exposición de cerca de 65 minutos a la temperatura. Para una temperatura de esterilización eficaz a 100°C, se requiere un tiempo de exposición más largo de unos 90 minutos. La temperatura de 100°C se considera que es la temperatura más baja para una esterilización eficaz independientemente de cualquier duración de exposición más larga. Para la esterilización de los racimos de frutas de palma de aceite, la relación efectiva de esterilización temperatura-tiempo se determina por el porcentaje deseado de los racimos sin pelar después de la esterilización.

En esta descripción, el término "tratamiento con calor" también significa la esterilización si la carga porosa de material es una carga de racimos de fruta de palma de aceite.

En esta descripción el término "etapa de sello condensado" se refiere a una etapa de sello líquido para permitir que el líquido drenado desde el contenedor sea drenado hacia el interior del recipiente a presión sin permitir que el contenido gaseoso y de vapor pase a través de él.

En esta descripción el término "motor de vapor" se refiere a una máquina que realiza el trabajo mecánico usando el vapor como fluido de trabajo a través de la acción de calor. Incluye, turbinas de vapor, motores de vapor de movimiento alternativo y motores de vapor rotativos.

En esta descripción el término "vapor a presión" se refiere a vapor a una presión más alta que la presión atmosférica.

Los valores a presión descritos en la presente especificación descriptiva se refieren a la presión absoluta, donde la presión atmosférica es de cerca de un bar (100 kPa).

Los elementos que no son necesarios para comprender la invención, tales como, por ejemplo, las puertas del esterilizador, el mecanismo de puerta de seguridad, el aislamiento térmico, el detalle del diseño estructural de la caja y el carro, el diseño estructural del primer canal y el detalle del diseño de los sellos no se muestran en los dibujos.

Un esterilizador opera mediante el uso de un agente de esterilización tal como vapor de agua bajo presión. El efecto de esterilización proviene de elevar la temperatura de la carga puesta en el esterilizador en el que el calor para elevar la temperatura del material bajo la esterilización proviene de la entalpia de vaporización del vapor. El vapor saturado es capaz de penetrar materiales con temperaturas más frías porque una vez que el vapor contacta una superficie más fría inmediatamente se condensa hasta agua impartiendo la entalpia de vaporización, que produce una gran disminución concomitante en el volumen de vapor de agua, por ejemplo, una disminución de 1100 veces en el volumen en una condensación a 1 ,5 bar (150 kPa) de presión. Esto crea presión negativa en el punto de condensación y atrae más vapor de agua en la zona. La condensación continúa siempre y cuando la temperatura de la superficie de condensación sea menor que la de vapor. Estas propiedades garantizan un calentamiento rápido de las superficies y una buena penetración de calor en materiales densos para tratar el material bajo esterilización. Los problemas potenciales son bolsas de aire que forman un aislamiento térmico entre el vapor y la superficie del material, especialmente frecuente en cargas porosas. El agua condensada que humedece la superficie también puede impedir que el vapor imparta su entalpia de evaporación de manera eficiente. Cualquier remanente de aire difundido en la carga porosa impartirá una presión parcial y la resultante presión parcial más baja del vapor en la mezcla aire-vapor producirá una temperatura más baja que la correspondiente a la presión de esterilización en el interior (8). Estos problemas son particularmente destacados en cargas porosas colocadas en recipientes para la esterilización y se tratan en la presente invención.

La energía superior y el tiempo de eficiencia de la operación de esterilización en el tratamiento de cargas porosas como se describe en estas especificaciones se consiguen mediante preacondicionamiento las cargas porosas en el contenedor con un flujo de vapor que disperse las bolsas de aire atrapadas en la carga porosa, cuyo método es muy competente, confiable y económico para retirar el aire atrapado que actualmente inhibe la penetración de vapor de agua en la carga porosa. En la dispersión sustancialmente el aire y otros gases no condensables de la carga porosa de material, el vapor saturado es capaz de alcanzar el interior de toda la carga porosa y condensarse sobre las superficies de la carga porosa permitiendo que las cargas porosas alcancen una distribución de temperatura más uniforme y rápida elevación de la temperatura a lo largo de su volumen siguiendo de cerca la temperatura del vapor de saturación en el espacio abierto interior del recipiente a presión. Por el contrario, la dispersión eficiente de aire y otros gases no condensables permiten el empleo de vapor de agua en el espacio abierto interior del recipiente a presión a una temperatura y presión correspondiente cerca de la temperatura de esterilización eficaz para la carga porosa. Cuando se utiliza el vapor de salida de una fuente que genera de nuevo vapor a presión de un motor como un suministro de vapor externo para la esterilización, existe una ventaja particular en la eficiencia de generación de energía corriente arriba, evitando el uso de cualquier temperatura de vapor más alta y la presión distinta de la correspondiente a la temperatura de esterilización eficaz para el tratamiento de la carga porosa, la función de las condiciones de vapor más altas son meramente para compensar la ineficiente eliminación de aire. La distribución de temperatura más uniforme y aumento rápido de la temperatura de la carga porosa permite un período de tiempo más corto para la esterilización efectiva de ese modo reduce aún más la energía térmica requerida para el rendimiento de la producción.

Las implementaciones descritas en el presente documento están particularmente dirigidas hacia el logro de mayor eficiencia energética y de tiempo en la operación de un esterilizador de fruta de la palma de aceite, donde una pluralidad de carros en tándem cargados de racimos de fruta de palma aceitera en cajas descapotables se hace rodar en un recipiente cilindrico a presión ubicado horizontal del esterilizador para el tratamiento. Las eficiencias más altas se logran mediante el uso de un vapor a presión más bajo y tiempo de esterilización más cortos para la consecución de un tratamiento de esterilización satisfactorio. Sin embargo, la invención puede ponerse en práctica con recipientes a presión convencionales de cualquier configuración y tamaño de tratamiento de cargas porosas colocadas en contenedores abiertos que hacen difícil inherentemente la dispersión de bolsas de aire.

Un esterilizador de uso común para el tratamiento de aceite de palma y los racimos de fruta similares con vapor bajo condiciones de control incluye un recipiente a presión (40) ubicado horizontalmente que tiene una entrada y medios de salida para cargar las cajas descapotables cargadas con racimos de fruta fresca y para descargar las cajas con los racimos de frutas tratados. Dicha operación del esterilizador se ilustra, a modo de ejemplo, para describir la invención.

Se sabe que la temperatura de esterilización eficaz para los racimos de fruta fresca de palma de aceite es cerca de 110°C con un tiempo de exposición bajo esta temperatura de cerca de 65 minutos, tiempo que permite que el calor penetre en el centro del racimo de frutas. El vapor saturado a cerca de 110°C de temperatura y 1 ,5 bar (150 kPa) de presión como agente de esterilización es capaz de producir un tratamiento satisfactorio en una duración de 65 minutos si se pone en contacto con la superficie de toda la pila de los racimos de fruta dentro de las cajas y se cargadas en el esterilizador. Sin embargo, el aire residual presente en las cavidades formadas en los racimos de fruta apilados en las cajas después de los métodos convencionales de eliminación de aire, evitan que el vapor entre en contacto íntimo con las superficies del racimo de fruta por toda la carga porosa.

La implementación ilustrada en La Figura 3 proporciona un paso de fluido para el vapor entre un interior (8) y un exterior (yy) del recipiente a presión (40) a través de la carga de los racimos de frutas (10) a través de la caja de fruta (4) efectuado por medios que incluyen una conexión fluida acoplable lateral entre los componentes móviles y fijos del esterilizador.

Se proporciona un primer canal (15) con el carro móvil (13) para estar en comunicación fluida con el interior de la caja de fruta (4) a través de una abertura en una pared del primer canal (15) y al menos una abertura (51) a través de la superficie del contenedor (4) a través del cual el fluido puede fluir entre el primer canal (15) y el interior de la caja de fruta (4). Convenientemente se proporciona la comunicación fluida aunque la superficie del piso inferior (11 ) del contenedor (4) facilita la descarga de condensado por gravedad a través de la abertura (51 ).

El primer canal (15) se acopla en comunicación fluida con un segundo canal (16) que se instala en el interior del recipiente a presión (40) cuando se proporciona una primera abertura (161 ) en una pared del primer canal (15) que colinda con una segunda abertura (162) provista en una pared del segundo canal (16), formando una unión acoplable de fluido a través de la cual el fluido puede fluir entre el primer canal (15) y el segundo canal (16) según los carros rueden en sus posiciones en el interior del recipiente a presión (40). El segundo canal (16) tiene conexión fluida a través de al menos un primer puerto de descarga (17) al exterior del recipiente a presión (40). El arreglo proporciona una primera vía de fluido (151 ) que se extiende desde la abertura (51 ) a través de la superficie del contenedor (4) a la interfaz a una unión acoplable de fluido en el carro móvil (13) y una segunda vía de fluido (152) que se extiende desde la interfaz en la articulación de fluido acoplable a un primer puerto de descarga (17) para establecer un paso de fluido entre la abertura (51 ) a través de la superficie del contenedor (4) y un exterior (yy) del recipiente a presión (40).

Un diferencial de presión se establece entre el interior (8) y la abertura (51 ) a través de la superficie del contenedor (4) a lo largo de la pila de los racimos de frutas (10) en el contenedor (4), cuando el primer canal (15) se somete a una presión (P2) inferior a la presión (P1 ) que prevalece en el interior (8) a través del primer canal (15) que conecta a una presión externa. El diferencial de presión induce un flujo de vapor a través de la carga de los racimos de frutas (10) a lo largo del interior de las cajas (4), disipando así el aire residual de los huecos dentro de la pila de los racimos de frutas (10) en las cajas (4). Como se describirá más adelante cuando se adopta un método de flujo inverso la presión (P2) en el primer canal (15) es mayor que la presión interior (P1 ). La primera y segunda vías de fluido (151 , 152) tendrán un área de flujo efectiva como para generar el flujo de fluido suficiente a través de las vías (151 , 152) para establecer el diferencial de presión requerido en particular cuando la presión (P1 ) es más pequeña que la presión atmosférica.

Al menos se puede proporcionar una perforación (5) en las paredes laterales de las cajas (4) de manera que se produce una distribución de flujo más uniforme de vapor de agua a través de la carga de racimos de fruta (10) a lo largo de la caja de fruta (4), dependiendo de la forma y dimensiones de las cajas de fruta (4), la naturaleza del apilamiento de los racimos de frutas (10) en la caja y la distribución del tamaño de los racimos de frutas.

El vapor externo se introduce en el recipiente a presión (40) a través de uno o más puertos de entrada de vapor (1 ) por encima del deflector de las entradas de vapor (2). Cuando el vapor se introduce inicialmente en el recipiente a presión (40) que está sellado después de ser cargado con los racimos de fruta (10) apilados en cajas (4), la mayor parte del aire presente en el interior (8) está opcionalmente ventilado por desplazamiento por la gravedad hacia abajo a través del fondo de las tuberías de descargue de aire primario (6). Las tuberías de descarga de aire primario (6 ) son tubos laterales con perforaciones a lo largo de la longitud de los tubos para la ventilación de aire a ambos lados de las cajas y con al menos una salida de descarga al exterior del recipiente a presión (40). El condensado se descarga a través del puerto de descarga de condensado (7). El vapor introduce a baja velocidad durante la etapa inicial de extracción de aire para limitar las turbulencias y permitir la flotabilidad hacia arriba para levantar el vapor más ligero que empuja el aire hacia abajo en el recipiente (40). La diferencia en la densidad entre el vapor y el aire desarrolla la flotabilidad de vapor de agua para desplazar una capa inferior estratificada de aire que es empujada hacia el fondo a través de las tuberías de descarga de aire primario (6). Como el aire en el interior (8) es expulsado fuera del recipiente a presión, el vapor entra en contacto y calienta la masa de metal de la pared exterior de recipiente a presión (3) y el carro de la caja de fruta. Cuando las temperaturas de la pared exterior (3) y el carro de la caja de fruta se acercan a la temperatura del vapor en el interior (8), la presión en el interior (8) comienza a subir.

Como la presión en el interior (8) se eleva, se desarrolla un diferencial de presión a través del interior de las cajas de fruta (4) entre el interior (8) y el canal (15) que está abierto hacia el exterior a una presión más baja mediante el primer puerto de descarga (17) a través del cual se hace pasar un flujo restringido de fluido. Cuanto mayor sea la tasa del flujo restringido que pasa a través del primer puerto de descarga (17), mayor es el diferencial de presión que se desarrolla. El diferencial de presión induce un barrido de vapor a través de la pila de los racimos de frutas (10) a lo largo del espacio interior de la caja de fruta (4) desde el interior (8) al primer canal (15). Para la eliminación eficaz de aire residual de los huecos la mezcla vapor-aire inducido que fluye a través del espacio interior de la caja de fruta (4) tiene que alcanzar un régimen turbulento del flujo de fluido, que se efectúa mediante el desarrollo adecuado del diferencial de presión a través del espacio interior de la caja de fruta (4). En la aplicación práctica, un diferencial de presión de cerca de 100 Pa a 1000 Pa es adecuado para inducir el barrido turbulento de la mezcla de vapor-aire a través de la caja de fruta (4). Preferiblemente, se utiliza un diferencial de presión de entre 400 Pa a 1000 Pa para la esterilización de los racimos de fruta de la palma de aceite. El aire residual es barrido fuera de los huecos por el flujo de vapor que continúa mientras el primer puerto de descarga (17) descarga adecuadamente al exterior. El flujo de vapor a través de los racimos de frutas apiladas (10) a lo largo de las cajas de fruta (4) se mantiene durante un período de alrededor de tres a cinco minutos después que se ¡ induce un barrido turbulento de vapor-aire o hasta que el aire sustancial se desplace desde los racimos de frutas apiladas (10) en el espacio interior de la caja de fruta (4). Durante este período, la masa de los racimos de frutas apiladas (10) en las cajas de fruta (4) alcanzaría un aumento rápido de la temperatura y una distribución más uniforme de temperatura de la superficie dentro de un intervalo de 2°C por debajo de la temperatura de saturación del vapor correspondiente a la presión que prevalece en el interior (8). El fluido exudado por el contenedor que consiste en aire, otros gases no condensables, el vapor y el condensado arrastrado desde el interior de la pila de racimos de fruta (10) se descargan a través del por lo menos primer puerto de descarga (17) al exterior.

Para cargas porosas más estrechamente empaquetadas, se utilizan ventajosamente contenedores más profundos o para más rápida dispersión del aire, a un diferencial de presión más alto de entre cerca de 1000 Pa y 2000 Pa.

El proceso descrito de la dispersión del aire estancado dentro del espacio interior de la caja de fruta (4) es competente, consistente y económico. Como se elimina el aire de las bolsas de aire la temperatura de la superficie de los racimos de frutas apiladas en la caja se eleva rápidamente y se distribuye a través de la pila de manera más uniforme siguiendo muy de cerca con el aumento de la temperatura de saturación de vapor que prevalece en el interior (8), indicando la dispersión de aire eficiente desde el interior del racimo de fruta apilado en la caja (4).

La eliminación eficaz de aire permite el uso de vapor de baja presión que a su vez permite el uso eficiente del vapor para la producción combinada de calor y generación de energía por un motor de vapor a contrapresión corriente arriba. También se alcanza un aumento en la capacidad de rendimiento de un esterilizador debido a la duración de esterilización más corta. Las implementaciones contempladas y descritas en este documento estrecha el intervalo de distribución de la temperatura en una carga porosa para ser tratada con calor en una esterilización de pico único para permitir el uso de una temperatura de saturación de vapor más baja que prevalece en el interior (8) en comparación con el arte anterior. La temperatura de saturación de vapor más baja en el interior (8) usada en el método del arte previo para el tratamiento con calor satisfactorio de frutas de la palma de aceite es de 134°C a 3 bar a presión, que es 24°C superior a la temperatura de esterilización efectiva de 110°C. La presente invención utiliza una temperatura de saturación de vapor en el interior (8) de menos de 10°C por encima de la temperatura de esterilización efectiva predeterminada de los racimos de frutas de palma de aceite (10) para el tratamiento con calor. Preferiblemente, se utiliza una temperatura de saturación de vapor en el interior (8) de menos de 4°C por encima de la temperatura predeterminada de esterilización efectiva de los racimos de frutas de palma de aceite (10) para el tratamiento con calor. Más preferiblemente, se utiliza una temperatura de saturación de vapor en el interior (8) de menos de 2°C por encima de la temperatura predeterminada de esterilización efectiva de los racimos de frutas de palma de aceite (10).

Preferiblemente, el condensado que exuda desde el interior del contenedor (4) se extrae por separado a fin de no interferir con el flujo de fluido en la primera vía (151 ) y la segunda vía (152) e impedir la eliminación del aire y otros gases no condensables. Una gran cantidad de condensado, y más en particular el aceite y el condensado contaminado sucio de la masa de fruta se lavan en el primer canal (15) especialmente durante la fase de calentamiento inicial cuando se establece un flujo de vapor a través de la caja de fruta (4).

En otra implementación de la invención, el aire presente inicialmente en el interior (8) se ventila a través de los racimos de fruta (10) en las cajas mediante el primer puerto de descarga (17) al exterior del recipiente a presión (40) para impedir la evacuación de aire a través del fondo de la tubería de descargue de aire primario (6) y sin el uso de perforación (5) en la pared lateral de la caja de fruta (4) con lo que el aire se retiene deliberadamente en un interior (8b) entre la pared externa (3) y la pared de la caja de fruta. El uso de una rejilla ligeramente elevada (12 Figura 6) particularmente en esta implementación podría promover una distribución de flujo más uniforme del vapor a través de la carga de racimos de fruta (10), el aire atrapado en el interior (8b) proporciona aislamiento térmico entre la pared externa (3) y la pared de la caja con lo que se reduce la pérdida de calor a través del calentamiento de la pared externa (3) y el carro de la caja de fruta (13). Un deflector de la entrada de vapor (2) configurado para deflectar la entrada de vapor lejos de la pared externa (3) del recipiente a presión ayuda además a reducir la pérdida de calor. El condensado del interior (8) se libera a través del puerto de descarga de condensado (7) y por medio de una trampa retiene el contenido de gases. Este arreglo requiere retirar el condensado del segundo canal (16) mediante un puerto de descarga (17a, Figura 10) fuera del recipiente esterilizador (40).

La Figura 4 muestra un arreglo preferido en el que el condensado exudado desde el interior del contenedor (4) se permite que drene desde el segundo canal (16) al interior (8c) por medio de las etapas de sellado del condensado (18) ubicadas entre el segundo canal (16) y el interior (8c) del recipiente a presión (40). El contenido de gases y vapor se descarga al exterior a través del conducto de descarga (37) en conexión fluida con el primer puerto de descarga (17). El condensado que drena desde el segundo canal (16) al interior (8c) vía las etapas de sellado del condensado (18) se descarga fuera del recipiente a presión (40) a través del puerto de descarga de condensado (7).

Cuando es ventajoso, en una implementación como se muestra en La Figura 5, el flujo de fluido se invierte en donde el vapor de una fuente externa se introduce en el primer canal (15) a través del primer puerto de descarga (17) y se desarrolla un diferencial de presión entre el primer canal (15) y el interior (8) para inducir un flujo de vapor a través de los racimos de frutas apiladas (10) en las cajas (4) que descarga en el interior (8) para efectuar la eliminación de aire residual. El vapor de una fuente externa se introduce durante el proceso de eliminación de aire a través del primer puerto de descarga (17) antes o al mismo tiempo que se introduce vapor en el interior (8) a través del puerto de entrada de vapor (1) y el vapor resultante inducido fluye a través de los racimos de fruta apiladas (10) en las cajas (4) y continúa hasta que la presión en el interior (8) comienza a aumentar. El aire residual dispersado desde el interior (8) se libera al exterior a través del fondo de las tuberías de descarga de aire primario (6).

Las Figuras 6 y 7 muestran con mayor detalle las vistas del extremo en sección transversal de un arreglo de una caja de fruta (4) sobre un carro con ruedas en un par de pistas (14) dentro de un recipiente a presión (40) del esterilizador de la implementación descrita.

La Figura 6 muestra un arreglo de una caja de fruta (4) sobre un carro (13) en el interior del recipiente a presión (40) que proporciona una conexión fluida acoplable de modo deslizable lateral (19) para efectuar el paso de fluido entre el interior (8) y un exterior (yy) del recipiente a presión (40). El piso plano solido (11 ) de la caja de fruta (4) está provisto con una abertura o perforaciones (51 ) a través del cual el fluido puede fluir entre el interior de la caja de fruta (4) y el primer canal (15) para establecer una conexión fluida. La abertura o perforaciones (51 ) a través del piso de la caja (11) y el primer canal (15) están dispuestas para efectuar una distribución de flujo más uniforme de vapor a través de la pila de los racimos de frutas (10) a lo largo del interior de la caja de fruta (4). Ventajosamente, la placa base del piso sólido (11 ) está provista de perforaciones (51 ) sustancialmente en o adyacente a la línea central longitudinal del piso sólido (11 ) para facilitar la distribución de flujo más uniforme del fluido a través del interior de la caja (4) a lo largo del primer canal (15). La abertura (51 ) puede tomar la forma de orificios o ranuras alargadas que tienen un área adaptada para que fluya a través de ella el fluido que incluye el condensado de modo que el diferencial de presión a través de la abertura (51 ) durante el proceso de eliminación de aire residual sea preferiblemente menor que 200 Pa y más preferiblemente menor que 00 Pa. El diferencial de presión entre el interior (8) y la abertura o perforaciones (51 ) necesario para alcanzar un régimen turbulento del flujo de fluido a través del espacio interior de la caja de fruta (4) está influenciado por la eficacia de la eliminación del condensado desde el interior del contenedor (4), donde es ventajoso un diferencial de presión más bajo, y el diseño y dimensionamiento de la abertura o perforaciones (51 ) tiene un efecto sobre el resultado. Convenientemente, la comunicación fluida proporcionada, a pesar de la superficie del piso del fondo de la caja (4), facilita la descarga de condensado por gravedad a través de las perforaciones (51 ). Las perforaciones (51 ) son de tal tamaño que no permiten que las frutas o los racimos de fruta (10) pasen a través, pero permiten un flujo abundante de fluido que incluye condensado. Convenientemente, una rejilla ligeramente elevada (12) por encima del suelo plano sólido (11 ) de la caja de fruta (4) podría proporcionar un vacío para el paso de fluido con el fin de mejorar una distribución de flujo más uniforme de vapor a través de la carga de racimos de fruta (10). La caja de fruta (4) se asegura al chasis del carro (13) como una parte integral o desmontable. En el primer caso, el primer canal (15) está unido preferiblemente a la caja de fruta (4). Cuando la caja de fruta (4) es desmontable desde el chasis del carro (13) el primer canal (15) está preferentemente unido al chasis de carro (13) y un empaque elástico de sellado (31) proporcionará el sello de fluido entre el interior de la caja de fruta (4) y el primer canal (15) cuando la caja de fruta (4) se coloca en el chasis del carro (13). El empaque elástico de sellado (31 ) insertado se comprime para deformar y efectuar un contacto de sellado entre las dos superficies de acoplamiento proporcionando una conexión fluida para permitir la entrada y la salida del fluido de esterilización entre el interior de la caja de fruta (4) y el primer canal (15).

Una primera abertura (161 ) proporcionada en una pared del primer canal (15) colinda con una segunda abertura (162) proporcionada en una pared del segundo canal (16), formando una unión fluida acoplable de modo deslizable (19) con un empaque elástico de sellado (20) intermedio insertado a través del cual el fluido puede fluir entre el primer canal (15) y el segundo canal (16) cuando los carros ruedan en sus posiciones predeterminadas en las pistas (14). El segundo canal (16) está en conexión fluida a través de al menos un primer puerto de descarga (17) al exterior (yy) del recipiente a presión (40).

El fluido que fluye desde el interior de la caja de fruta (4) en el primer canal (15) que consiste en aire, otros gases no condensables, el vapor y el condensado se descarga a través del segundo canal (16) mediante el primer puerto de descarga (17) a el exterior. El condensado desde el interior (8) se descarga hacia fuera del recipiente a presión (40) a través del puerto de descarga de condensado (7).

La implementación de la invención descrita ilustra un arreglo en el que una pluralidad de carros en tándem que llevan cajas de fruta (4) cargadas con la carga porosa (10) se hacen rodar en el recipiente a presión (40) del esterilizador en un par de pistas (14). Los carros están alineados lateralmente por las pistas y posicionados en el interior del recipiente a presión antes de que se cierren las puertas del esterilizador. En tal arreglo del esterilizador de la fruta de la palma de aceite, el diseño del sello de acoplamiento sirve para conducir los carros que pasan sobre varias aberturas de sello antes de alcanzar sus posiciones finales. Para facilitar este requisito se proporciona un diseño de unión acoplable de modo deslizable (19) que proporciona conexión fluida entre el interior de la caja móvil (4) y el segundo canal estacionario (16). El diseño de unión acoplable (19) tendrá opciones más simples que un solo carro con la carga para el tratamiento que rueda en el esterilizador. Por ejemplo, las pistas dentro del esterilizador provistos con secciones de pendiente para un nivel más bajo que permita que el chasis del carro (13) baje en contacto con la abertura (162) en la pared superior del segundo canal (16) formando la unión fluida acoplable (19) con un empaque elástico de sellado (20) intermedio de inserción cuando la caja (4) se rueda en posición en el interior del esterilizador.

La Figura 7 muestra un arreglo de un segundo canal (16) con las etapas de sellado condensado (18) preferida. Las etapas de sello del condensado (18) facilitan la extracción del condensado desde el segundo canal (16) a través de las etapas de sello del condensado (18) al interior (8c) del recipiente a presión (40). Un conducto de descarga (37) situado por encima del nivel de líquido en el segundo canal (16) facilita la descarga de sólo el contenido gaseoso y de vapor al exterior del recipiente a presión (40) a través del primer puerto de descarga (17). El conducto de descarga (37) es un conducto alargado con aberturas para permitir el flujo de contenido gaseoso y de vapor en el conducto. Ver la Figura 9 para más detalles. El drenaje del condensado del segundo canal (16) a través de las etapas de sello del condensado (18) es descargado fuera del recipiente esterilizador (40) a través del puerto de descarga de condensado (7). El arreglo con las etapas de sello del condensado (18) proporcionado para una eliminación eficaz de los gases y vapores, manteniendo el condensado interfiriendo con los conductos de salida de aire y válvulas. Cualquier sedimento suciedad que se acumula en el segundo canal (16) se elimina durante el mantenimiento regular. Ventajosamente, como se muestra en las figuras 7 y 8, el diferencial de presión que se desarrolla entre el primer canal (15) y el interior (8) está limitado por las etapas de sello del condensado (18). El colector de condensado en el primer canal (15) proporciona el sello líquido a las etapas de sello del condensado (18) para mantener el diferencial de presión. Al comienzo del ciclo de operación del esterilizador, las etapas de sello del condensado (18) se llenan con el condensado de la operación anterior.

La Figura 8 muestra mayor detalle de una conexión fluida acoplable de modo deslizable lateral (19). La conexión fluida acoplable de modo deslizable (19) formada entre una placa de la zapata del sello (21) que forma una superficie periférica de una primera abertura abierta (161 ) provista en una pared del primer canal (15) y el empaque elástico de sellado (20) de inserto que forma una superficie periférica de una segunda abertura abierta (162) provista en una pared del segundo canal (16). Convenientemente, la placa de la zapata del sello (21 ) se puede proporcionar en la pared del segundo canal (16) y el empaque elástico de sellado inserto (20) provisto en una pared del primer canal (15) la posición que sea inversa. Cuando la primera abertura (161 ) se alinea sobre la segunda abertura (162), el empaque elástico de sellado (20) de inserción se comprime contra la placa de la zapata del sello (21 ) para deformar y efectuar un contacto de sellado entre las dos superficies de acoplamiento que proporciona una conexión fluida acoplable de modo deslizable (19) apretada para permitir la entrada y salida del fluido de esterilización entre el primer canal (15) y el segundo canal (16).

Los insertos del empaque elástico de sellado (20, 31 ) son de cualquier material adecuado que tiene buenos valores de ajuste por compresión y puede soportar la temperatura máxima de exposición y resistir al fluido del agente de esterilización y otros contaminantes, por ejemplo, vapor, agua y aceite vegetal en el caso de la esterilización de la fruta de la palma de aceite. Entre los materiales adecuados para las inserciones del empaque elástico de sellado (20, 31 ) están los materiales elastoméricos blandos como Nitrito (NBR), VMQ de Silicona (VMQ) y CR Neopreno (CR). Un elastómero con un buen valor de ajuste de compresión intentará volver a su posición relajada durante muchos ciclos de operación. El perfil del inserto del empaque de sellado (20) y el perfil de juego para una ranura de sujeción del inserto del empaque en el lugar puede ser de diferentes formas o tamaños adecuados para proporcionar una unión de sellado eficiente que forme la conexión fluida acoplable de modo deslizable (19). El inserto de La Figura 8a muestra un perfil alternativo. Un diseño de la unión de sellado que proporciona una compresión de cerca de 25% al sello se considera necesario para proporcionar fuerza de sellado aceptable y una deformación del sello entre 15 y 30 mm para tomar la tolerancia dimensional de la altura del carro de las pistas. Los movimientos laterales son permitidos por la característica de diseño inherente de la unión de sellado. El inserto del empaque de sellado será espuma de celda cerrada o sólida o hueca o una combinación de secciones de materiales adecuados. El inserto del empaque de sellado puede ser extruido o empalmado. La unión de las esquinas se cortará o vulcanizará o se empalmarán para proporcionar un sello apretado fluido eficiente. La superficie de deslizamiento de la placa de la zapata del sello (21 ), preferiblemente de acero inoxidable, se pule a una superficie altamente liza para reducir la abrasión con el empaque. La superficie de deslizamiento de la placa de la zapata del sello (21) se proporciona preferiblemente con cavidades de lubricante poco profundos. Se pueden proporcionar medios para limpiar por cepillado la suciedad y para la aplicación de lubricante adecuado a la superficie de la placa de la zapata del sello (21 ) por medio de un aplicador lleno con lubricante adecuado situado ya sea dentro o fuera del recipiente a presión (40). Una pluralidad de conexiones fluidas acoplables de modo deslizable (19) se puede proporcionar para cada caja de fruta (4) como se muestra en La Figura 13, tal número de conexiones fluidas acoplables de modo deslizable (19) depende de, por ejemplo, la disponibilidad de tamaños de los insertos de empaque de sellado, facilidad de instalación o el mantenimiento y las consideraciones de costos.

El diseño del segundo canal (16) se puede adoptar con diferentes configuraciones. Cuando se hacen rodar en el esterilizador la pluralidad de carros en tándem que llevan cajas de fruta (4), los segundos canales (16) individuales que abastecen cada caja de fruta (4) con su primer puerto de descarga (17) separado al recipiente a presión (40) el exterior se puede proporcionar para aislar fugas en la conexión fluida acoplable de modo deslizable (19) de cualquier caja de fruta (4). Alternativamente, uno o más de los segundos canales (16) continuos con su respectivos primeros puertos de descarga (17) independientes se pueden proporcionar para servir a una pluralidad de carros en tándem con cajas que ruedan en el esterilizador, en cuya disposición, un conjunto completo de las cajas se deben posicionar en el esterilizador para desarrollar el diferencial de presión. Sin embargo, en un arreglo tal, las fugas en una o más conexiones de fluido acoplable de modo deslizable (19) causaría deterioro en el diferencial de presión en todo el sistema.

La Figura 8 ilustra adicionalmente el diseño de las etapas de cabeza estática (h1 ) y (h2) de las etapas de sello del condensado (18). Como se indica, estas cabezas estáticas son las diferencias de altura entre las superficies respectivas de líquido en las etapas de sello del condensado (18). Un diferencial de presión de funcionamiento entre el segundo canal (16) y el interior (8) que se eleva cerca de (h1) impedirá el flujo del condensado a través de las etapas de sello del condensado (18) y hacen que el condensado en el segundo canal (16) se eleve y, además, aumente el diferencial de presión por encima de (h1 ) hará que el condensado se desborde en el conducto de descarga (37). Un diferencial de presión de funcionamiento entre el segundo canal (16) y el interior (8) que se eleva a la (h2) es el valor límite, por encima del cual el diferencial de presión de las etapas de sello del condensado (18) no soportarán el efecto de sellado y el vapor desde el interior (8) pasará a través de las etapas de sello del condensado (18) al segundo canal (16). Ventajosamente, la limitación del diferencial de presión de funcionamiento a (h2) permite un diseño más sencillo, económico para el primero y el segundo canales (15,16) junto con arreglos de sellado (19, 31 ) y evita el daño potencial de la conexión fluida acoplable de modo deslizable (19) debido a la sobre presión causando la extrusión de la pieza de inserción del empaque elástico de sellado (20). Además, la turbulencia indebida en los racimos de fruta (10) se evita mediante el mantenimiento del diferencial de presión pequeño. En la implementación práctica, las etapas de sello del condensado (18) están diseñadas para el funcionamiento del esterilizador en un diferencial de presión de funcionamiento de entre cerca de 100 Pa y 1000 Pa (entre 10 mm y 100 mm de columna de agua) que es adecuada para inducir un barrido turbulento de la mezcla vapor-aire a través de la caja de la fruta. El diferencial de presión de funcionamiento será menor que (h1) y está controlado por la tasa de flujo restringido del fluido a través del primer puerto de descarga (17). El valor de diseño de la etapa del diferencial de presión (h2) es para suministrar un margen de operación más alto que (h1 ) antes que las etapas de sello del condensado (18) se rompan. Las etapas de sello del condensado (18) proporcionan una protección de copia de seguridad para limitar el diferencial de presión, en el evento de que la tasa de flujo de fluido a través del primer puerto de descarga (17) se deje inadvertidamente sin control.

La Figura 9 muestra con mayor detalle la vista lateral en sección transversal de las posiciones laterales del conducto de descarga (37), el primer puerto de descarga (17) y el puerto de descarga de condensado (7).

La Figura 10 muestra con mayor detalle la vista lateral en sección transversal de un arreglo para la eliminación del condensado recogido en el segundo canal (16) fuera del recipiente esterilizador (40) a través de un segundo puerto de descarga (17a). Cuando sea ventajoso el condensado que cae de las cajas de fruta (4) y recogiendo en el segundo canal (16) será segregado desde el condensado precipitado a partir del calentamiento de la masa de metal del recipiente a presión (40) de la pared exterior (3) y el carro de la caja de fruta (13) recogida en el interior (8c). Se proporciona un segundo puerto de descarga (17a) para descargar el condensado contaminado recogido en el segundo canal (16) fuera del recipiente a presión (40) manteniendo el primer puerto de descarga (17) para la descarga del contenido gaseoso. En tal arreglo, las etapas de sello del condensado (18) se pueden mantener para limitar el diferencial de presión. El puerto de descarga de condensado (7) descarga el condensado limpio acumulado en el interior (8c). La segregación puede facilitar la reutilización del condensado limpio y la separación del aceite del condensado contaminado.

Las figuras 11 , 12, 13, 14, 15 y 16 se presentan para ilustrar la implementación descrita de la invención.

La Figura 17 muestra la disposición de las tuberías y la válvula para hacer funcionar el esterilizador. Una válvula principal de entrada de vapor (23) y una válvula de entrada de vapor auxiliar (24) controlan el flujo de suministro de vapor externo a través de los puertos de entrada de vapor (1 ) en el recipiente a presión (40) por encima del deflector de las entradas de vapor (2). La válvula de vapor auxiliar que tiene un diámetro más pequeño sirve para suministrar vapor de agua a velocidad de flujo baja durante la etapa de calentamiento inicial y de desaireación cuando el consumo de vapor es el más alto para limitar la velocidad y la turbulencia moderada y por lo tanto permitiendo que la flotabilidad de vapor empuje el de aire en el recipiente (40) hacia abajo. El deflector de entrada de vapor (2) distribuye el vapor de entrada más uniformemente sobre la longitud del esterilizador. El sistema de suministro de vapor, incluyendo los puertos de entrada de vapor (1 ), el deflector de entrada de vapor (2), la válvula de entrada de vapor principal (23) y la válvula de entrada de vapor auxiliar (24) están configurados y dimensionados para el volumen específico más alto del vapor inherente de la presión de vapor reducida de la operación del esterilizador y la presión reducida de un suministro de vapor externo para limitar las caídas de presión y las velocidades de flujo. El sistema de suministro de vapor permitirá que la tasa de flujo de vapor requerida en el esterilizador para alcanzar el perfil presión-tiempo de funcionamiento deseado, como se muestra en La Figura 18 con una presión de suministro de vapor externo al sistema de suministro de vapor mantenida preferiblemente a un valor de diseño predeterminado entre 120 kPa y menos de 300 kPa de tal manera que la duración entre el suministro de vapor en el punto (a) y la consecución de la presión de funcionamiento en el punto (d) en La Figura 18 será menos de 15 minutos. Más preferiblemente, la presión de suministro de vapor externo al sistema de suministro de vapor se mantiene en un valor de diseño predeterminado entre 150 kPa y menor que 250 kPa. Los conductos para transportar la cantidad requerida de vapor de alimentación externa a las presiones de vapor de diseño predeterminado al recipiente a presión (40) están dimensionados preferentemente de tal manera que la velocidad de flujo no excede de 40 m/s para evitar la erosión excesiva y los niveles de ruido. Un aumento del número de puertos de entrada de vapor (1 ), la válvula principal de entrada de vapor (23) y la válvula de entrada de vapor auxiliar (24) se podrían emplear para lograr una configuración económica. El deflector de entrada de vapor (2) está configurado para suministrar vapor a baja velocidad durante la etapa inicial de eliminación de aire para limitar cualquier turbulencia y facilitar el desplazamiento inicial por gravedad hacia abajo de aire en el recipiente (40). Una válvula de escape de vapor (25) libera el vapor del recipiente a presión (40) hacia el exterior al final del ciclo de esterilización. Una válvula de descarga de aire primario (28) libera el aire y otros gases no condensables a través de los orificios de descarga de aire primarios (6) desde el interior (8) del recipiente a presión (40) al exterior. La válvula de descarga de condensado (29) libera la gran cantidad de condensado precipita durante el calentamiento inicial y recogido en el interior (8) a través de los orificios de descarga del condensado (7) rápidamente para evitar inundaciones del recipiente a presión (40). Una descarga de condensado por la válvula de derivación (26) es una válvula de purga continua que está abierta sustancialmente en todo el ciclo de esterilización donde se puede instalar un orificio como una alternativa a la válvula (26) para proporcionar una purga continua de condensado. La descarga de la condensación por la válvula de derivación (26) está dimensionada para purgar el condensado del recipiente a presión (40) a la presión de funcionamiento del esterilizador.

Una válvula de descarga de aire primero (30) capaz de proporcionar selectivamente la comunicación fluida entre el primer puerto de descarga (17) y un exterior conectado a la válvula (30) se proporciona como un medio externo de estrangulamiento y de ventilación del flujo de fluido. La primera válvula de descarga de aire (30) libera el aire y otros gases no condensables desde el segundo canal (16) a través de los primeros puertos de descarga (17) a un exterior durante la etapa de desaireación cuando la presión en el recipiente a presión (40) es baja. La primera válvula de descarga de aire (30) y la tubería de descarga asociada desde el primer puerto de desparga (17) están dimensionados para descargar el fluido que consiste en aire, otros gases no condensables y el vapor a una tasa suficiente para desarrollar un diferencial de presión de funcionamiento regulable entre cerca de 100 Pa y 1000 Pa a través del primer canal (15, Figura 3) y el interior (8, figura 3) cuando la presión del esterilizador alcanza un valor de presión pequeño, cerca de 1 ,2 bar (120 kPa) en el interior (8) durante el funcionamiento. El desarrollo del diferencial de presión diferencial requerido se retrasa ventajosamente hasta que se alcanza un pequeño aumento de la presión para ofrecer un dimensionamiento económico de las vías de fluido (151 , 152) y los medios externos de control de flujo. El diferencial de presión de funcionamiento entre el primer canal (15, Figura 3) y el interior (8, Figura 3) durante el funcionamiento del esterilizador a presión de vapor se verifica por un medidor de presión diferencial que mide el diferencial de presión entre el primer puerto de descarga (17) en una toma de presión externa al recipiente a presión (40) del esterilizador y una toma de presión en el interior (8). Hacer una toma externa al recipiente a presión (40) del esterilizador para la medición de la presión diferencial reduce el número de aberturas para el recipiente a presión (40). Una primera válvula de descargue de aire por derivación (27) es una válvula de purga continua que está abierta sustancialmente en todo el ciclo de esterilización donde se puede hacer un orificio como alternativa a la válvula (27) para proporcionar la purga continua de aire y otros gases no condensable, vapor y condensado arrastrado desde el segundo canal (16). La primera válvula de descargue de aire por derivación (27) se dimensiona para evitar la acumulación de condensado en la tubería de descarga que conecta el primer puerto de descarga (17) cuando la primera válvula de descarga de aire (30) está cerrada durante la operación del esterilizador.

La Figura 18 ¡lustra las diversas etapas del proceso de esterilización con el método y aparato descrito en el presente documento que muestra la presión de vapor en el interior (8) en el momento en el que el esterilizador se coloca en funcionamiento. Se trata de un proceso de pico único de esterilización para alcanzar una temperatura de esterilización de 110°C. Haciendo referencia a la Figura 17, el número requerido de carros en tándem para llevar a las cajas de fruta (4) apiladas con los racimos de fruta de palma de aceite (10) ruedan en el par de pistas (14) en el esterilizador abierto y se coloca para la correcta alineación de la primera abertura (161) con la segunda abertura (162) para formar la conexión fluida acoplable de modo deslizable (19) como se describió anteriormente. La puerta del esterilizador luego se cierra seguida por el cierre de la válvula de escape de vapor (25). La válvula de descarga de aire primario (28), la válvula de descarga de condensado (29) y la primera válvula de descarga de aire (30) se abren hacia el exterior. La válvula de descarga de condensado por derivación (26) y primera válvula de descargue de aire por derivación (27) permanecen abiertas. Se abre entonces la válvula de entrada de vapor auxiliar (24) para suministrar el vapor externo en el recipiente a presión (40) para comenzar la operación de esterilización. El aire, otros gases no condensables y condensado comienzan a descargar desde el recipiente a presión (40) comenzando en el punto (a).

La presión en el interior (8) comienza a aumentar en el punto (b) indicando que las temperaturas de la masa de metal del recipiente a presión (40) de la pared exterior (3) y el carro de la caja de fruta (13) han alcanzado la temperatura cercana a la saturación del vapor en el interior (8). La mayor parte del aire en el interior (8) se dispersa por la gravedad desplazándose hacia abajo a través de los puertos de descarga de aire primario (6) en el fondo en el punto (b). Como la presión en el interior (8) se eleva más allá del punto (b), se desarrolla un diferencial de presión a lo largo de las cajas de fruta (4) entre el interior (8) y el primer canal (15) que está abierto a un exterior a través del primer puerto de descarga (17) y la primera válvula de descarga de aire (30) pasando fluido al exterior. El diferencial de presión entre el primer canal (15) y el interior (8) que varía según la presión en el interior (8) siendo ajustable mediante el estrangulamiento y la ventilación del flujo de fluido entre el primer canal (15) y el exterior por medio de la primera la válvula de descarga de aire (30), sin embargo, en la práctica, la primera válvula de descarga de aire (30) se puede mantener totalmente abierta cuando la presión está aumentando en el proceso de esterilización. El diferencial de presión induce un flujo de vapor a través de la pila de los racimos de frutas (10) a lo largo del espacio interior de la caja de fruta (4) desde el interior (8) hasta el primer canal (15) barriendo los huecos de aire. El punto (c) indica que se desarrolla el diferencial de presión suficiente entre el interior (8) y el primer canal (16) para inducir un barrido turbulento de vapor-aire a través del espacio interior de la caja de fruta (4).

Punto de (c) se puede verificar mediante la medición de la presión diferencial descrita anteriormente. Sin embargo, en la práctica el punto (c) se establece por la pequeña elevación de presión en el recipiente (40), de cerca de 1 ,2 bar (120 kPa), en cuyo punto la válvula de descarga de aire primario (28) y la válvula de descarga de condensado (29) están cerradas. Alternativamente, el punto (c) se establece mediante la temperatura del condensado en el puerto de descarga del condensado (7) o el segundo puerto de descarga (17a), por ejemplo alrededor de 103°C. El flujo de fluido a través de la primera válvula de descarga de aire (30) se continúa a partir de entonces para la duración de cerca de tres a cinco minutos hasta el punto (g) para dispersar sustancialmente el aire residual fuera de las cajas de fruta (4). La primera válvula de descarga de aire (30) está entonces cerrada y la válvula de entrada de vapor principal (23) se abre gradualmente para suministrar vapor dentro del recipiente a presión (40). La mayor parte del aire residual en el espacio interior de la caja de fruta (4) con la pila de racimos de fruta (10) se dispersará en el punto (g). Alternativamente los medios de detección de aire para el fluido de descarga desde el primer puerto de descarga de aire (17) se pueden utilizar para verificar el punto (g). La dispersión de aire eficiente se verifica objetivamente por el porcentaje deseado de racimos de fruta sin pelar después de la esterilización. Más allá del punto (g) se alcanza una distribución más uniforme de temperatura de la superficie dentro de la carga de racimos de fruta (10) siguiendo de cerca la temperatura de saturación de vapor que corresponde a la presión que prevalece en el interior (8).

La válvula de descarga de condensado por derivación (26) permanece abierta sustancialmente en todo el ciclo de esterilización que proporcionando una purga continua del condensado. Del mismo modo, la primera válvula de descargue de aire por derivación (27) preferentemente permanece abierta sustancialmente en todo el ciclo de esterilización proporcionando una purga continua de cualquier aire residual y otros gases no condensables, vapor y condensado arrastrado a través del primer canal (15). El propósito de proporcionar una purga continua es para evitar la acumulación de condensado en la tubería de descarga cuando la primera válvula de descarga de aire (30) se cierra durante la operación del esterilizador. La primera válvula de descargue de aire por derivación (27) cuando tiene el tamaño adecuado podría ser utilizada para someter los racimos de frutas (10) en las cajas a un flujo de vapor que pasa entre el interior (8) y el primer canal (15) barriendo cualquier bolsas residual de aire cuando el esterilizador está funcionando a alta presión más allá del punto (g) si es necesario.

La presión en el interior (8) se eleva hasta alcanzar una presión de vapor correspondiente a una temperatura de saturación del vapor que mantiene una temperatura mínima dentro del intervalo de distribución de la temperatura en una carga porosa que reúne la temperatura de esterilización efectiva predeterminada en el punto (d), cuando la válvula de entrada de vapor auxiliar (24) está cerrada y la abertura de la válvula de entrada de vapor principal (23) se puede regular para mantener la presión en el interior (8).

En el punto (e), la válvula de entrada de vapor principal (23) se cierra seguido de la abertura de la válvula de descarga de condensado (29) y la válvula de escape de vapor (25) para despresurizar el recipiente a presión (40).

En el punto (f) cuando se confirma que la presión en el recipiente (40) es la atmosférica, la puerta del recipiente (40) se abre para eliminar las cajas con racimos de frutas tratadas. El intervalo entre el punto (d) y (e) se considera el tiempo de exposición para la temperatura de esterilización eficaz.

Las Figuras 19, 20 y 21 muestran una implementación de la invención donde se emplea una conexión fluida axial (22) para efectuar un paso de fluido entre un interior (8) y el exterior del recipiente a presión (40). Un conducto de descarga axial perforado (36) a través del primer canal (15) proporciona el paso de fluido al exterior.

La Figura 19 muestra vistas del extremo en sección transversal de un arreglo de disposición de un primer canal (15) y un conducto de descarga (36) unidos al chasis del carro móvil (13). Un empaque elástico de sellado (31 ) insertado establece una conexión fluida entre el interior de las cajas (4) a través de una abertura o perforaciones en el suelo plano sólido (11) de la caja de fruta (4) y una abertura en la pared del primera canal (15), cuando la caja de fruta (4) se coloca en el chasis del carro (13). Se proporciona el conducto de descarga (36) abierto en sus extremos que sobresale a través del primer canal (15) en la pared del extremo del primer canal (15) con una unión apretada fluida para efectuar un paso de fluido al exterior del recipiente a presión (40). La disposición proporciona una primera vía de fluido (151 ) que se extiende desde la abertura (51) a través de la superficie del contenedor (4), vía el orificio (32), el conducto de descarga (36) hasta una primera abertura (161 , Figura 20) en una conexión fluida axial (22) (Figura 21 ) en el carro móvil (13), y una segunda vía de fluido (152) que se extiende desde una segunda abertura (162, Figura 21 ) en la conexión fluida axial (22) hasta un primer puerto de descarga (17) para establecer un paso de fluido entre la abertura (51) a través de la superficie del contenedor (4) y un exterior (yy) del recipiente a presión (40). El paso de fluido entre el primer canal (15) y el conducto de descarga (36) es a través del orificio (32) proporcionado en el conducto de descarga (36) dentro y a lo largo de la longitud del primer canal (15).

La Figura 19 muestra además un arreglo del primer canal (15) con las etapas de sello condensado (18) preferidas donde el condensado desde el primer canal (15) se drena hacia el interior (8c) del recipiente esterilizador (40). El orificio (32) en el conducto de descarga (36) está situado por encima del nivel del líquido en el primer canal (15) para permitir el flujo sin obstáculos de contenido gaseoso y vapor a través de la vía de fluido.

El diseño del conducto de descarga (36) y el orificio (32) proporcionarán suficiente diferencial de presión entre el primer canal (15) y el interior (8) del recipiente a presión (40) del esterilizador. El área de la sección transversal del conducto de descarga (36) está influenciada por el número de cajas (4) en tándem. La caída de presión a lo largo de la longitud del conducto de descarga (36) se mantiene baja para proporcionar suficiente diferencia a presión en todas las cajas de fruta (4). Se contempla que el conducto de descarga (36) tendrá un área de sección transversal interna de 0,04 metros cuadrados.

La Figura 20 muestra una vista en elevación lateral del arreglo con el primer canal (15) y un conducto de descarga (36) unidos al carro en movimiento (13). El conducto de descarga (36) se extiende a través de las paredes del extremo del primer canal (15) que sobresale a través de las paredes de los extremos con uniones apretadas fluidas en las interfaces para atender a una pluralidad de carros en tándem. El conducto de descarga (36) termina en la primera abertura (161 ) en el extremo proximal y una tercera abertura (163) en el extremo distal para proporcionar el paso de fluido entre un carro de arrastre (13) y el exterior del recipiente a presión (40) a través de un carro de conducción (13) a través del conducto de descarga del carro de conducción (36). Se muestra, la extensión del orificio (32) proporcionado en el conducto de descarga (36) dentro y a lo largo de la longitud del primer canal (15) para proporcionar el paso de fluido entre el interior (8) del recipiente a presión (40) al exterior a través del conducto de descarga (36).

La Figura 21 ilustra un arreglo para una pluralidad de carros en tándem que llevan la carga porosa (10) que rueda en el esterilizador en un par de pistas. En un arreglo del esterilizador de fruta de la palma de aceite, las cajas están unidas entre sí en un orden de juego completo para llenar el esterilizador. Esta práctica permite un medio de conexión con manguera flexible (33) adecuado para proporcionar una conexión fluida acoplable de modo desmontable (22) entre los carros (13) como se muestra.

La Figura 21 ilustra dos medios para proporcionar la conexión fluida acoplable de modo desmontable (22), uno por medio de la manguera flexible y abrazadera de manguera (33, 34) y el otro un conector telescópico con unión de sello en anillo en O (35). El conector telescópico compensa la oscilación y desplazamiento de los carros en tándem y la hace una conexión fluida acoplable de modo desmontable (22) preferida. El movimiento se consigue a través del movimiento de frotación del interior y exterior del barril del conector telescópico con sello de anillo en O elástico. El diseño del conector telescópico se proporcionará para recoger el desalineamiento lateral debido a la tolerancia dimensional entre el carro y la pista, además de la tolerancia dimensional de la altura del carro desde las vías. Será más preferido el conector telescópico acoplable de modo desmontable para la conexión de descarga terminal en el extremo proximal hasta el primer puerto de descarga (17) que pasa a través de la pared exterior (3) del recipiente a presión (40) para efectuar una conexión fluida entre el primer conducto de descarga (36) y el exterior del recipiente a presión (40). La tercera abertura (163) en el extremo distal de un conducto de descarga (36) del carro de conducción se conecta a la primera abertura (161) en el extremo proximal de un conducto de descarga (36) del carro de arrastre a través de un conector telescópico que proporciona un paso de fluido entre carros adyacentes en tándem. La conexión fluida entre el conducto de descarga (36) y el primer puerto de descarga (17) al exterior del recipiente a presión (40) se muestra indicando las ubicaciones de la primera y la segunda aberturas (161 ,162).

Cuando sea ventajoso, comparable a lo que se muestra en la Figura 5, el flujo se invierte en donde el vapor de una fuente externa se introduce en el primer canal (15) a través del primer puerto de descarga (17) vía el conducto de descarga (36) y se desarrolla un diferencial de presión entre el primer canal (15) y el interior (8) del recipiente esterilizador (40) para inducir un flujo de vapor a través de la pila de los racimos de frutas (10) a través del interior de las cajas (4) en el interior (8) del esterilizador para efectuar la eliminación de aire residual.

La Figura 22 muestra una implementación de la invención en un arreglo preferido en el que un par de etapas de sello del condensado (18) están situados en el primer canal (15) dispuesto en el carro móvil (13) para permitir el drenaje de condensado desde el primer canal (15) al interior (8c) del recipiente a presión (40). El contenido de gases y de vapor fluye entre el primer canal (15) y una abertura (161 ) a través del conducto de descarga (36). Se emplea una conexión fluida acoplable de modo deslizable (19) lateral para efectuar el paso de fluido entre el primer canal (15) y el segundo canal (16). Este arreglo impide la extracción de condensado desde el primer canal (15) a través de un segundo puerto de descarga (17a, Figura 10) fuera del recipiente esterilizador (40).

La invención como se describe en el presente documento proporciona ahorro de costos con el uso de equipos de la planta relacionada configurado para una presión de diseño inferior.

Aunque la presente invención ha sido descrita como teniendo un diseño preferido, esta puede ser modificada adicionalmente dentro del alcance de la descripción. Por lo tanto, esta solicitud está destinada a cubrir cualquier variación, uso o adaptación de la invención que use sus principios generales. Además, esta solicitud está destinada a cubrir dichas desviaciones de la presente descripción como vienen con la práctica conocida por un cliente en el arte al que pertenece esta invención.

Aunque se han mostrado las formas de implementacion preferidas de la presente invención y descrito en el presente documento, será obvio que tales implementaciones se proporcionan a modo de ejemplos solamente. Numerosas variaciones, cambios y sustituciones se les ocurrirán a los expertos en el arte sin apartarse de la invención en el presente documento. En consecuencia, se pretende que la invención esté limitada solamente por el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) usando vapor a presión en un recipiente cilindrico a presión (40) localizado horizontalmente que incluye las etapas de: a. Transportar por lo menos un contenedor abierto (4) que contiene la carga porosa de material (10) en el recipiente a presión (40), el contenedor (4) montado en un carro sobre pistas dentro del recipiente a presión (40), b. Sellar el recipiente a presión (40), c. Introducir vapor en un interior (8) del recipiente a presión (40) a la vez que liberar el aire desde el recipiente a presión (40), d. Aumentar una temperatura de la carga porosa de material (10) hasta que alcance una temperatura suficiente, y e. Mantener la temperatura de la carga porosa de material (10) por un intervalo de tiempo suficiente para que la carga porosa de material (10) sea sustancialmente tratada por el calor, En el que la etapa d incluye además: inducir un flujo del fluido a través de la carga porosa de material (10) hacia el interior del contenedor (4) entre el interior (8) y un exterior del recipiente a presión (40) mediante el desarrollo de una presión diferencial a través del Interior del contenedor (4), en el que el diferencial de presión está entre una primera presión (P1) que prevalece en el inferior (8) del recipiente a presión (40) y una segunda presión (P2) que prevalece en una primera vía de fluido (151 ) en una abertura (51) a través de una superficie del contenedor (4); inducir un flujo del fluido entre la primera vía del fluido (151 ) y el exterior del recipiente a presión (40) con el propósito de variar la segunda presión (P2) y con lo cual se disipa sustancialmente el aire residual del interior de la carga porosa de material (10) a través de una primera válvula de descarga de aire (30), y luego cerrando la primera válvula de descarga (30) Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con la reivindicación 1 , en el que la primera vía de fluido (151 ) incluye por lo menos un primer canal (15) en comunicación fluida con el interior del contenedor (4) a través de una abertura en una pared del primer canal (15) y la abertura (51 ) a través de la superficie del contenedor (4) formando un paso fluido entre el interior del contenedor (4) y por lo menos una primera abertura (161) y la segunda presión (P2) se refiere a la presión que prevalece en el primer canal (15). Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el flujo del fluido a través de la carga porosa de material (10) es sustancialmente turbulento y en el que el diferencial de presión está entre 100Pa y 2000Pa. Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el diferencial de presión está entre 400Pa y 1000Pa. Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el flujo inducido del fluido a través de la carga porosa de material (10) se mantiene por un periodo de tiempo entre 3 y 5 minutos. Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el diferencial de presión comprende la primera presión (P1) que es una presión más alta que la segunda presión (P2), de tal manera que el fluido fluye desde el interior (8) hasta la primera vía (151). Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el diferencial de presión comprende la primera presión (P1) que es una presión más baja que la segunda presión (P2), de tal manera que el fluido fluye desde la primera vía (151 ) al interior (8) del recipiente a presión (40). 8. Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el flujo del fluido entre la primera vía de fluido (151) y un exterior es inducido mediante estrangulación y ventilación del fluido. 9. Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que incluye además la etapa de descargar el condensado que drena desde el interior del contenedor (4) en el interior (8c) del recipiente a presión (40) mediante por lo menos una etapa de sello del condensado (18) en comunicación fluida entre el vapor condensado que se descarga desde el interior del contenedor (4) y el interior (8c) del recipiente a presión (40). 10. Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con la reivindicación 9, en el que por lo menos una etapa de sello del condensado (18) limita el diferencial de presión entre una primera presión (P1 ) que prevalece en el interior (8) y una segunda presión (P2) que prevalece en la primera vía de fluido (151 ) 11. Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye además la etapa de descargar el condensado desde el interior del contenedor (4) mediante por lo menos un segundo puerto de descarga (17a) al exterior del recipiente a presión (40) y descargar separadamente el condensado desde el interior (8c) del recipiente a presión (40) mediante por lo menos un puerto de descarga de condensado (7) al exterior del recipiente a presión (40). Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la carga porosa de material (10) es un producto vegetal. Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el producto vegetal son racimos del fruto de la palma. Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con la reivindicación 13, en el que la presión en el interior (8) del recipiente a presión (40) se mantiene en un nivel que corresponde a una temperatura de saturación de vapor de menos de 10°C sobre la temperatura de esterilización predeterminada de la carga porosa de material (10) Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la presión en el interior (8) del recipiente a presión (40) se mantiene en un nivel que corresponde a una temperatura de saturación de vapor de no más de 2°C por encima de la temperatura de esterilización predeterminada de la carga porosa de material (10) Un método para tratar con calor una carga porosa de material (10) en un recipiente a presión (40) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que una pluralidad de carros en tándem montados cada uno con el contenedor (4) que contiene la carga porosa de material (10) para el tratamiento con calor se transportan en el recipiente a presión (40). Un esterilizador que funciona con vapor a presión para el tratamiento con calor de una carga porosa de material (10) que comprende un recipiente cilindrico a presión (40) localizado horizontalmente con por lo menos un puerto de entrada de vapor (1 ) y por lo menos un contenedor abierto (4) que tiene un interior para sostener la carga porosa (10) montada sobre un carro (13) que se puede transportar a lo largo de un par de pistas (14) montadas dentro del recipiente a presión (40), en el que el interior del contenedor (4) está en comunicación fluida con un interior (8) del recipiente a presión (40), Caracterizado porque: El esterilizador además incluye una primera vía de fluido (151 ) montada sobre el carro (13) y que se extiende desde el interior del contenedor (4) a través de una abertura (51 ) en una superficie del contenedor (4) hasta por lo menos una primera abertura (161 ) y una segunda vía de fluido (152) asegurada al recipiente a presión (40) y que se extiende desde por lo menos una segunda abertura (162) hasta por lo menos un primer puerto de descarga (17) del recipiente a presión (40) tal que por lo menos una segunda abertura (162) está en conexión fluida con el exterior (yy) del recipiente a presión (40); y Cuando el carro (13) está en registro en una predeterminada posición sobre las pistas, se forma una conexión fluida entre la primera vía de fluido (151 ) y la segunda vía de fluido (152) vía una conexión acoplable entre la primera abertura (161 ) y la segunda abertura (162), de tal manera, que el fluido puede fluir entre el interior del contenedor y el exterior del recipiente a presión (40) a la vez que se separa fluidamente desde el interior (8) del recipiente a presión (40). Un esterilizador que funciona con vapor a presión para el tratamiento con calor de una carga porosa de material (10) de acuerdo con la reivindicación 17, en el que la primera vía de fluido (151 ) incluye por lo menos un primer canal (15) en comunicación fluida con el interior del contenedor (4) a través de una abertura en una pared del primer canal (15) y la abertura (51) a través de la superficie del contenedor (4) formando un paso fluido entre el interior del contenedor (4) y por lo menos una primera abertura (161 ). Un esterilizador que funciona con vapor a presión para el tratamiento con calor de una carga porosa de material (10) de acuerdo con la reivindicación 17 o 18, en el que la conexión fluida entre la primera vía de fluido (151 ) y la segunda vía de fluido (152) se efectúa mediante una conexión acoplable lateralmente (19) formada por medio de un empaque de sello flexible (20) entre los labios periféricos alrededor de la primera y segunda abertura (161 , 162). Un esterilizador que funciona con vapor a presión para el tratamiento con calor de una carga porosa de material (10) de acuerdo con la reivindicación 17 o 18, en el que la conexión fluida entre la primera vía de fluido (151 ) y la segunda vía de fluido (152) se efectúa mediante una conexión acoplable axialmente (22) que ocurre entre un extremo del conducto que forma la primera abertura (161 ) y un segundo extremo del conducto que forma la segunda abertura (162). Un esterilizador que funciona con vapor a presión para el tratamiento con calor de una carga porosa de material (10) de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la conexión fluida acoplable axialmente (22) entre las vías adyacentes se hace a través de un conector telescópico. Un esterilizador que funciona con vapor a presión para el tratamiento con calor de una carga porosa de material (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21 , en el que la superficie del contenedor (4) a través de la que se forma la abertura (51 ) es una placa base de piso solido (11 ), y la abertura (51 ) incluye perforaciones (51 ) formadas sobre, o adyacentes a la línea central longitudinal de la placa base de piso sólido (11 ) para facilitar una distribución más uniforme del flujo del fluido a través del interior de la caja (4) a través del primer canal. Un esterilizador que funciona con vapor a presión para el tratamiento con calor de una carga porosa de material (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 22, que además incluye por lo menos una etapa de sello del condensado (18) en comunicación fluida entre la primera vía (151 ) o la segunda vía (152) y el interior (8c) del recipiente a presión (40) en el que al menos una etapa de sello del condensado (18) proporciona drenaje para el condensado que se descarga desde el contenedor (4) para drenar en el interior (8c) del recipiente a presión (40) . 24. Un esterilizador que funciona con vapor a presión para el tratamiento con calor de una carga porosa de material (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 23, en el que además incluye por lo menos un segundo puerto de descarga (17a) que forma un paso fluido entre un segundo canal (16) y el exterior del recipiente a presión (40), para descarga cualquier condensado desde el segundo canal (16) al exterior del recipiente a presión (40). 25. Un esterilizador que funciona con vapor a presión para el tratamiento con calor de una carga porosa de material (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 24, en el que la carga porosa de material (10) es un producto vegetal. 26. Un esterilizador que funciona con vapor a presión para el tratamiento con calor de una carga porosa de material (10) de acuerdo con la reivindicación 25, en el que el producto vegetal son los racimos del fruto de la palma. 27. Un esterilizador que funciona con vapor a presión para el tratamiento con calor de una carga porosa de material (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 26, en el que una pluralidad de carros en tándem montados cada uno con un contenedor (4) que contiene la carga porosa de material (10) para el tratamiento con calor se transportan dentro del recipiente a presión (40). 28. Un esterilizador que funciona con vapor a presión para el tratamiento con calor de una carga porosa de material (10) de acuerdo con la reivindicación 27, en el que la conexión fluida entre los carros adyacentes en tándem se efectúa vía una conexión acoplable axialmente (22) que ocurre entre un extremo del conducto que forma la primera abertura (161 ) de un carro conductor (13) y un extremo del conducto que forma una tercera abertura (163) de un carro de arrastre (13).