NL1007214C2

NL1007214C2 - Freezing system for ice blocks of blocks of fluid foodstuff - Builds up blocks of frozen product at top of tapered freezer units, cuts and stacks blocks using internal gantry transporter

Info

Publication number: NL1007214C2
Application number: NL1007214A
Authority: NL
Inventors: Johannes Cornelis Anto Martens
Original assignee: Martens Fluidor B V
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 1999-04-27
Also published as: NL1007214A1

Abstract

The system (1) is enclosed in an insulated housing (2). The liquid product is fed by a pump (4) into a piping system (5). The product rises up a number of tapered holders (6), which contain cooled surfaces with a saw-tooth cross section. The product emerges from the tops (8) of the holders in the form of rectangular blocks (9). The blocks are sliced off by a cutting unit (14) and carried by the gantry transporter (12) to a stacking system (16) and an output conveyor (16).

Description

INVRIESWERKWIJZE EN EEN INRICHTING HIERVOORFREEZING METHOD AND AN APPARATUS FOR THIS

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het wigvormig invriezen van een verpompbaar produkt, waarbij het in te vriezen produkt in contact wordt gebracht met een warmteoverdragend middel en waarbij 5 tenminste een laag van het produkt wordt ingevroren.The invention relates to a method of wedge-freezing a pumpable product, wherein the product to be frozen is contacted with a heat transfer agent and wherein at least one layer of the product is frozen.

Dergelijke werkwijzen zijn bekend.Such methods are known.

Het Amerikaanse octrooischrift US-A-3 861 163 beschrijft een werkwijze en een inrichting voor het maken van ijsblokken. Deze publicatie beschrijft een 10 intimitterend, laagsgewijs invriesproces middels een trapsgewijs en zich verticaal uitstrekkende vrieskolom.United States patent US-A-3 861 163 describes a method and an apparatus for making ice blocks. This publication describes an intimidating, layered freezing process by means of a stepped and vertically extending freezer column.

Na elke invriesstap worden de wanden tijdelijk verwarmd en het ingevroren geheel wordt één stap verder naar boven toe opgeduwd met een duwstempel. De laagdikten voor 15 invriezing zijn van 0,5 tot 1 inch (tot 2,54 cm).After each freezing step, the walls are temporarily heated and the frozen whole is pushed up one step further with a push stamp. The layer thicknesses for freezing are from 0.5 to 1 inch (up to 2.54 cm).

De Belgische octrooipublicatie BE-A-403 149 beschrijft eveneens een werkwijze en een inrichting voor de vervaardiging van ijs in een zich verticaal uitstrekkende wigvorm. Middels een langs onderen 20 uitgeoefende drukkracht door de aanvoer van het bijkomende in te vriezen produkt wordt een continu invriesproces verkregen.Belgian patent publication BE-A-403 149 also describes a method and an apparatus for manufacturing ice cream in a vertically extending wedge shape. A continuous freezing process is obtained by means of a pressure force exerted from below through the supply of the additional product to be frozen.

Het doel van -de uitvinding naast het reeds j verwoorde doel is een vriesmachine en vrieswerkwijze te 25 verschaffen welke geschikt is voor de voedingsmiddelenindustrie, waarbij er gestreefd wordt naar een absolute beperking in de enzymatische en microbiologische werking van de te verwerken grondstoffen. Dit wordt verschaft door de ontwikkelde vriesmachine en de 30 werkwijze volgens de uitvinding doordat enerzijds een hoge invriessnelheid wordt bereikt en anderzijds door het ontbreken of minimaliseren van hydraulische en mechanische bewegende delen in verband met de reinigbaarheid van de machine.The object of the invention in addition to the already stated object is to provide a freezing machine and freezing process suitable for the food industry, aiming for an absolute limitation in the enzymatic and microbiological action of the raw materials to be processed. This is provided by the developed freezing machine and the method according to the invention in that on the one hand a high freezing speed is achieved and on the other hand the lack or minimization of hydraulic and mechanical moving parts in connection with the cleanability of the machine.

1007214 21007214 2

Ter verkrijging van de hierboven gestelde doelen verschaft de vinding een werkwijze volgens conclusie 1.The invention provides a method according to claim 1 for attaining the above objectives.

Bij het invriezen van verpompbare produkten, in 5 het bijzonder van vloeistoffen, en meer in het bijzonder voedingsmiddelen bijvoorbeeld fruitsappen treedt er eerst ijsvorming op aan het oppervlak van het in te vriezen produkt dat in een rechtstreeks contact staat met het warmteoverdragend middel. Daar de warmtegeleidbaarheid 10 van ijs slecht is, vormt ijsvorming een isolatie voor het overige deel van het in te vriezen produkt. Dit overige deel van het produkt (of anders gezegd de andere lagen ' van het in te vriezen produkt), is verder van het warmteoverdragend middel verwijderd en zal aldus een 15 langere invriestijd vereisen om te worden ingevroren.When freezing pumpable products, in particular liquids, and more particularly foodstuffs, for example fruit juices, ice first forms on the surface of the product to be frozen which is in direct contact with the heat transfer agent. Since the thermal conductivity of ice is poor, icing forms an insulation for the rest of the product to be frozen. This remaining part of the product (or in other words the other layers of the product to be frozen) is further away from the heat transfer agent and will thus require a longer freezing time to be frozen.

Bij bekende invrieswerkwijzen waarbij het in te vriezen produkt volgens lagen wordt ingevroren, stijgt voor elke laag, die aan het' oppervlak van het tenminste gedeeltelijk reeds ingevroren produkt wordt gevroren, de 20 voor de invriezing benodigde tijd, daar deze bijkomende laag zich een laagdikte verder van het warmteoverdragend middel bevindt. Het ingevroren produkt is in het algemeen een slechte thermische geleider waardoor bij grotere laagdikten, bijvoorbeeld boven 10 mm, lange invriestijden 25 en dus grotere energietoevoeren noodzakelijk zijn. Deze langere invriestijden zijn in het bijzonder nadelig voor voedingsmiddelen waarbij aan de hierin aanwezige micro-i organismen, zoals bacteriën, een aanzienlijke groei- en vermenigvuldigingstijd wordt verschaft. Het aantal kiemen 30 in een volgens de uitvinding ingevroren produkt zal dus zeer laag zijn.In known freezing processes in which the product to be frozen is frozen according to layers, the time required for freezing increases for each layer which is frozen on the surface of the at least partly already frozen product, since this additional layer extends a layer thickness further. of the heat transfer agent. The frozen product is generally a poor thermal conductor, which necessitates long freezing times and thus greater energy supplies at larger layer thicknesses, for example above 10 mm. These longer freezing times are particularly disadvantageous for foods which provide the microorganisms, such as bacteria, with significant growth and multiplication times therein. The number of germs 30 in a product frozen according to the invention will therefore be very low.

De uitvinding beoogt dit probleem op te lossen en verschaft daartoe een werkwijze van de hierboven genoemde soort, waarbij het tenminste gedeeltelijk inge-35 vroren produkt wordt verplaatst, en waarbij de door de verplaatsing vrijgekomen ruimte wordt aangevuld met een laag van het in te vriezen produkt, welke aangevulde laag 1007214 3 in contact met het warmteoverdragend middel aan het reeds tenminste gedeeltelijk ingevroren produkt wordt gevroren.The object of the invention is to solve this problem and to that end provide a method of the above-mentioned type, wherein the at least partially frozen product is displaced, and wherein the space released by the displacement is supplemented with a layer of the product to be frozen , which supplemented layer 1007214 3 is frozen in contact with the heat transfer agent on the already at least partially frozen product.

Door de verplaatsing van het reeds ingevroren produkt op een laagafstand weg van het warmteoverdragend 5 middel zal de nieuwe ingebrachte laag van het in te vriezen produkt in een rechtstreeks contact komen met het warmteoverdragend middel. De voor de invriezing benodigde koude kan dan door het warmteoverdragend middel, zonder een isolatielaag te moeten overbruggen, rechtstreeks aan 10 de laatste ingebrachte laag worden overgebracht, waardoor elke laag met eenzelfde dikte eenzelfde invriestijd kent.Due to the displacement of the already frozen product at a layer distance away from the heat transfer agent, the newly introduced layer of the product to be frozen will come into direct contact with the heat transfer agent. The cold required for freezing can then be transferred directly to the last layer introduced by the heat transfer agent, without having to bridge an insulating layer, so that each layer with the same thickness has the same freezing time.

Een continue aanvulling van nieuwe lagen is • mogelijk, doch bij voorkeur wordt het in te vriezen produkt als een laag met een dikte aan het reeds ingevro-15 ren oppervlak aangevroren volgens een laagdikte die gelegen is tussen 0,01 en 100 mm en bij voorkeur tussen 5 en 25 mm en meest bij voorkeur van ongeveer 10 mm.A continuous replenishment of new layers is possible, but preferably the product to be frozen is frozen as a layer with a thickness on the already frozen surface according to a layer thickness between 0.01 and 100 mm and preferably between 5 and 25 mm and most preferably about 10 mm.

Bij voorkeur wordt het in te vriezen produkt in hoofdzaak volgens een wigvorm ingevroren. Een dergelijke 20 wigvorm zal voordelig zijn voor een goede verplaatsing van het produkt in een als een houder ingericht warmteoverdragend middel.Preferably, the product to be frozen is frozen essentially in a wedge shape. Such a wedge shape will be advantageous for a good displacement of the product in a heat transfer agent arranged as a container.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor het invriezen van een verpompbaar produkt 25 omvattende aanvoermiddelen voor het in te vriezen produkt, een warmteoverdragend middel van een in hoofdzaak stijf en goed thermisch geleidend materiaal, en afvoer-i middelen voor het ingevroren produkt waarbij het warmteo verdragend middel ingericht is als een tenminste gedeel-30 telijk open vrieshouder.The invention also relates to a device for freezing a pumpable product, comprising feed means for the product to be frozen, a heat transfer agent of a substantially rigid and good thermally conductive material, and discharge means for the frozen product, wherein the heat-carrying agent is arranged as an at least partially open freezer.

De houder is bij voorkeur tenminste gedeeltelijk als een wigvorm uitgevoerd.The holder is preferably at least partly designed as a wedge shape.

Aan de opening van de vrieshouder zal een ingevroren blok produkt eenvoudig kunnen worden losge-35 maakt van het nog in te vriezen produkt.At the opening of the freezer holder, a frozen block of product can easily be detached from the product still to be frozen.

Bij voorkeur heeft het oppervlak van de vrieshouder een reliëf, welk reliëf bij voorkeur volgens een zich axiaal uitstrekkende vertanding verloopt. Een derge 1007214 4 lijke vertanding is voordelig in de opwaartse verplaatsing van het tenminste gedeeltelijk reeds ingevroren produkt in de vrieshouder. Tevens verhoogt het reliëf het oppervlak van het warmteoverdragend middel.The surface of the freezer container preferably has a relief, which relief preferably runs according to an axially extending toothing. Such a toothing is advantageous in the upward displacement of the at least partially already frozen product in the freezer container. The relief also increases the surface area of the heat transfer agent.

5 Andere voordelen en eigenschappen van de uit vinding worden verduidelijkt aan de hand van de bijgevoegde tekening, waarin tonen: figuur 1 een perspectivisch en gedeeltelijk weggebroken aanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van 10 de inrichting volgens de uitvinding; figuur 2 een perspectivisch en gedeeltelijk weggebroken aanzicht van een voorkeursuitvoeringsvorm van ' een als een vrieshouder ingericht warmteoverdragend middel met afvoermiddelen volgens de uitvinding; 15 figuur 3 een horizontaal dwarsdoorsnede aan zicht door de wand van de in figuur 2 weergegeven voorkeursuitvoeringsvorm van de vrieshouder.Other advantages and properties of the invention are elucidated with reference to the annexed drawing, in which: figure 1 shows a perspective and partly broken away view of a preferred embodiment of the device according to the invention; figure 2 shows a perspective and partly broken away view of a preferred embodiment of a heat transfer means with discharge means according to the invention arranged as a freezer container; Figure 3 shows a horizontal cross-section through the wall of the preferred embodiment of the freezer holder shown in figure 2.

De invriesinrichting 1 is in een geïsoleerd huis 2 opgenomen en omvat aanvoermiddelen 3 uit een pomp 20 4 en een leidingsysteem 5 voor de aanvoer van het in te vriezen produkt, een als een wigvormige vrieshouder 6 met een opening 8 voorzien warmteoverdragend middel, dat van een in hoofdzaak vormstijf en goed thermisch geleidend materiaal is vervaardigd, en afvoermiddelen 7 voor het 25 ingevroren produkt 9. Dergelijke ingevroren blokken 9 hebben een regelmatige rechthoekige vorm met een dikte gelegen die bij voorkeur gelegen is tussen 10 en 150 cm ^ en meer bij voorkeur tussen 20 en 60 cm.The freezing device 1 is housed in an insulated housing 2 and comprises supply means 3 from a pump 20 4 and a pipe system 5 for supplying the product to be frozen, a heat transfer agent provided as a wedge-shaped freezer container 6 with an opening 8, which has a a substantially form-rigid and good thermally conductive material has been manufactured, and discharge means 7 for the frozen product 9. Such frozen blocks 9 have a regular rectangular shape with a thickness which is preferably between 10 and 150 cm and more preferably between 20 and 60 cm.

Voor een seriematige produktie zijn een aantal, 30 bijvoorbeeld twaalf dergelijke vrieshouders 6 onderaan gekoppeld met het als een verdeeleenheid ingericht leidingsysteem 5. Via steunmiddelen 20 worden de vrieshouders staand in het huis 2 gepositioneerd.For serial production, a number, such as twelve such freezer containers 6, are coupled at the bottom to the piping system 5 arranged as a distribution unit. The freezer containers are positioned upright in the housing 2 via support means 20.

Het vriesoppervlak 16 van de vrieshouder 6 is 35 voorzien van een reliëf 17 uit een vertanding.The freezing surface 16 of the freezing container 6 is provided with a relief 17 of a toothing.

De invriesinrichting 1 kan bij voorkeur met (een niet weergeven) voorkoeling zijn voorzien.The freezing device 1 can preferably be provided with (not shown) pre-cooling.

1007214 51007214 5

De afvoermiddelen 7 zijn voorzien van een met een snij eenheid 14 gekoppeld transportsysteem 12, en een met het transportsysteem gekoppelde stapeleenheid 15, dat de blokken via de transporteenheid 12 uit het huis 2 5 brengt.The discharge means 7 are provided with a transport system 12 coupled to a cutting unit 14, and a stacking unit 15 coupled to the transport system, which transports the blocks from the housing 25 via the transport unit 12.

De snij eenheid 14 is voorzien van een warm mes 22, dat wordt beheerst door cilinders 18 die op een steunvlak 19 een horizontale beweging voor het mes 22 uitvoeren. Door een complementaire vertanding 21 wordt 10 een blok 9 ingeklemd.The cutting unit 14 is provided with a hot knife 22, which is controlled by cylinders 18 which perform a horizontal movement for the knife 22 on a support surface 19. A block 9 is clamped by a complementary toothing 21.

De invrieswerkwijze voor het invriezen van een verpompbaar produkt in de invriesinrichting 1 gebeurt zoals hieronder is toegelicht.The freezing process for freezing a pumpable product in the freezing device 1 is carried out as explained below.

In een initiële stap wordt het in te vriezen 15 produkt in de als een wigvormige vrieshouder 6 ingericht warmteoverdragend middel aangevoerd via de aanvoermidde-len 5, waarbij het in te vriezen produkt in contact wordt gebracht met het warmteoverdragend oppervlak van de vrieshouder 6 waarna tenminste een laag van het produkt 20 wordt ingevroren.In an initial step, the product to be frozen is supplied in the heat transfer agent arranged as a wedge-shaped freezer container 6 via the supply means 5, whereby the product to be frozen is brought into contact with the heat transfer surface of the freezer container 6, after which at least one layer of product 20 is frozen.

Hierna wordt het tenminste gedeeltelijk ingevroren produkt opwaarts volgens pijl 10 verplaatst, mede door een tijdelijke druk- en/of kortstondige temperatuur-verhoging. De drukverhoging zal in het algemeen de door 25 de pomp via het in te vriezen produkt geleverde perskracht zijn waardoor het reeds ingevroren produkt loskomt van het oppervlak en opwaarts wordt verplaatst.After this, the at least partially frozen product is moved upward according to arrow 10, partly due to a temporary pressure and / or short-term temperature increase. The pressure increase will generally be the pressing force supplied by the pump via the product to be frozen, as a result of which the already frozen product comes off the surface and is displaced upwards.

De door de verplaatsing vrijgekomen ruimte wordt met een laag met een laagdikte gelegen tussen 0,01 30 en 100 mm en bij voorkeur tussen 5 en 25 mm en meest bij voorkeur van ongeveer 10 mm van het in te vriezen produkt aangevuld, welke aangevulde laag zich nu in een rechtstreeks contact bevindt met het warmteoverdragend oppervlak van de vrieshouder 6, waardoor de aangevulde laag 35 snel en energetisch gunstig aan het reeds tenminste gedeeltelijk ingevroren produkt wordt gevroren. Elke laag van eenzelfde dikte kent dus eenzelfde invriestijd onafhankelijk van de latere positie van de laag in het 1007214 6 ingevroren blok. In het algemeen zal de werkwijze volgens de uitvinding volgens een intimiterend verloop gebeuren waarbij met een laagdikte van bij voorkeur 10 mm ongeveer 2-10 minuten invriestijd nodig is en waarbij de 5 afgevoerde blokken 9 van 10 tot 1.000 kg en bij voorkeur van 100 tot 800 kg wegen.The space vacated by the displacement is supplemented with a layer with a layer thickness between 0.01 and 100 mm and preferably between 5 and 25 mm and most preferably about 10 mm of the product to be frozen, which supplemented layer is now in direct contact with the heat-transferring surface of the freezing container 6, whereby the supplemented layer 35 is frozen quickly and energetically favorably to the product which has already been at least partially frozen. Each layer of the same thickness therefore has the same freezing time irrespective of the later position of the layer in the frozen block 1007214 6. In general, the method according to the invention will take place in an intimidating manner, with a layer thickness of preferably 10 mm requiring about 2-10 minutes of freezing time and wherein the 5 blocks removed 9 from 10 to 1,000 kg and preferably from 100 to 800. kg.

De vriesinrichting volgens de onderhavige uitvinding heeft geen mechanische onderdelen waardoor onder strenge hygiënische normen verpompbare voedings-10 middelen snel in te vriezen zijn. Het reinigen van de vrieshouder en de leidingen kan op een eenvoudige en efficiënte wijze worden uitgevoerd.The freezer of the present invention has no mechanical parts, so that pumpable foodstuffs can be frozen quickly under strict hygiene standards. The cleaning of the freezer compartment and the pipes can be carried out in a simple and efficient manner.

10072141007214

Claims

A method for freezing a pumpable product into wedge shape, the product to be frozen being contacted with a heat transfer agent and at least one layer of the product 5 being frozen, characterized in that the at least partially frozen product is displaced by the supply of a new product to be frozen under pressure, whereby the space released by the displacement is supplemented with the product to be frozen, which supplemented product in contact with the heat transfer agent to the already at least partially frozen product is frozen, the product to be frozen being frozen as a layer in the released space to the already frozen product with a layer thickness between 0.01 and 100 mm and preferably between 5 and 25 mm and most preferably about 10 mm.

2. A method according to claim 1, characterized in that the product to be frozen is supplied from below to the heat transfer agent and is moved upwards during freezing, the frozen product being discharged from above.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the displacement of the at least partially frozen product is partly caused by an increase in pressure.

A method according to any one of the preceding claims 1-3, characterized in that the displacement of the at least partially frozen product is partly caused by a brief temperature increase.

5. A method according to any one of the preceding claims 1-4, characterized in that the completely frozen product is detached from the product that is at least partially to be frozen, and the fully frozen uncoupled product is subsequently discharged. 1007214

6. A method according to any one of the preceding claims 1-5, characterized in that the product to be frozen is cooled to a temperature in the vicinity of its freezing temperature before its freezing and is then supplied to the heat transfer agent.

7. A method according to any one of the preceding claims 1-6, characterized in that the supply of the product to be frozen is carried out in an intimidating manner.

A method according to any one of the preceding claims 1-7, characterized in that the product is frozen in a shape and size suitable for transport.

9. Device for freezing a pumpable product, comprising feed means for the product to be frozen, a heat transfer agent of a substantially rigid and good thermally conductive material, and discharge means for the frozen product, characterized in that the freezing surface of the heat transfer agent is arranged as an at least partially open freezer for the product to be frozen.

10. Device as claimed in claim 9, characterized in that the freezing container is at least partly wedge-shaped.

11. Device as claimed in claim 9 or 10, characterized in that the freezer holder extends upright and that the supply means are coupled to the freezer holder at the bottom and the freezer holder is provided with the opening at the top.

Device according to claim 9, 10 or 11, characterized in that the freezing surface of the freezing container is provided with a relief, preferably by means of an axially extending toothing.

A device according to any one of claims 9-12, characterized in that the device is provided with a series of freezer containers coupled to the supply means. 100721 «

14. Device as claimed in any of the claims 9-13, characterized in that the discharge means are provided with a transport system coupled to a cutting unit, wherein the transport system is provided with a stacking unit.

15. Device as claimed in any of the claims 9-14, characterized in that the supply means are provided with a pump coupled to a piping system.

16. Device as claimed in any of the claims 9-15, 10, characterized in that the device is accommodated in a thermally insulated housing.

17. Device provided with means for carrying out the method as claimed in any of the claims 1-8.

Frozen blocks of product manufactured by the method according to any one of claims 1-8 via the intermediary of a device according to any one of claims 9-17. £ 1007214