NL1034711C2 - Bakinrichting. - Google Patents

Description

t

Titel: Bakinrichting.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een bakinrichting voor het uitvoeren van een bakproces van voedselproducten omvattende een bakoliereservoir dat vulbaar is met een volume bakolie; een voedselproduct drager die ten minste gedeeltelijk onderdompelbaar is in de bakolie in het bakoliereservoir en ten minste één verwarmingseenheid met ten minste 5 één verwarmingselement dat ten minste gedeeltelijk binnen het bakoliereservoir is gepositioneerd en dat een verwarmingsoppervlak heeft dat tijdens het bakproces in contact is met de bakolie in het bakoliereservoir.

In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een bakinrichting die uitgevoerd is voor implementatie in een voedselverwerkingssysteem op industriële schaal.

10 Voorts heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het bakken van voedselproducten.

Een dergelijke bakinrichting is bekend uit US 2001/0029846 dat een bakinrichting openbaart voor het frituren oftewel bakken van grote hoeveelheden voedselproducten in een continu proces op industriële schaal. De bakinrichting heeft een frame dat zich in axiale 15 richting uitstrekt vanaf een invoerpositie naar een uitvoerpositie voor voedselproducten. Een langwerpige horizontale bak met een volume bakolie die ook wel "frituurkanaal" of "bakkanaal" genoemd wordt, is vast verbonden aan het frame. Het bakkanaal kan gevuld worden met een volume bakolie dat elders ook wel vet, frituurvet, braadolie, etc. genoemd wordt. De voedselproducten, zoals aardappel, samengestelde producten met bijv. kaas of 20 groente, vlees- of visproducten die gebakken moeten worden, worden door het bakkanaal getransporteerd terwijl ze tussen twee transporteurs worden ingeklemd.

De bekende industriële frituurinrichting heeft een of twee achter elkaar geplaatste verwarmingseenheden van het indirect verwarmde type. Verwarmingseenheden van het indirecte verwarmingstype hebben een werkingsprincipe dat is gebaseerd op het rond 25 circuleren met behulp van een warmtepomp van een thermische vloeistof die verwarmd wordt bij een op afstand gelegen warmtebron.

De constructieve uitvoering van de verwarmingseenheden is verder geopenbaard in US 5.253.567. Elke verwarmingseenheid omvat verscheidene verticaal georiënteerde warmteoverdrachtsplaten. De platen van de verwarmingseenheid worden ondergedompeld in 30 de bakolie in het bakkanaal en verwarmen het volume bakolie door het circuleren van de thermische vloeistof in de verwarmingseenheid, tot op een vastgestelde temperatuur. De verticaal georiënteerde warmteoverdrachtsplaten zijn feitelijk holle vaten die een stromingskanaal vormen voor het doorvoeren van de thermische vloeistof. De vaten van de 1 034 71 1 f 2 verwarmingseenheid zijn opgebouwd uit twee verticaal opgestelde folies. Het uitwendig oppervlak van de folies dient als verwarmingsoppervlak en staat in contact met de bakolie binnen het bakkanaal. Met behulp van een circulatiesysteem wordt de thermische vloeistof door de stromingskanalen tussen de folies doorgevoerd. Meerdere verwarmingseenheden 5 parallel zijn naast elkaar in een rij opgesteld binnen het bakkanaal. Elke rij van verwarmingseenheden is voorzien van een inlaat- en uitlaatverdeelstuk op de uiteinden, waarmee de folies gekoppeld zijn aan het circulatiesysteem.

De bekende verwarmingseenheden van het indirecte verwarmingstype kennen enige nadelen.

10 Het beschikbare verwarmingsvermogen van een frituurinrichting is direct gekoppeld aan het beschikbare verwarmend oppervlak van de verwarmingseenheid. De fysieke afmetingen van het bakoliereservoir begrenzen het beschikbare oppervlak voor het verwarmingelement. Indien meer verwarmend oppervlak benodigd is zal het verwarmingselement groter (hoger of breder) moeten worden. Door het vergroten van de verwarmings-15 eenheid zal niet alleen het bakoliereservoir groter moeten worden maar zal ook het bakolievolume in het reservoir toenemen. Dit is alleen al uit kostenoogpunt niet wenselijk, maar bovendien beïnvloedt een groter bakolievolume het oliedegradatieproces negatief. Een andere mogelijkheid om het verwarmend vermogen te vergroten, is door de temperatuur van de thermische vloeistof te verhogen. Het verhogen van de temperatuur van de thermische 20 vloeistof zal echter een direct negatief effect hebben op het oliedegradatieproces.

Bij het verwerken van voedselproducten, zoals gebraden kip, gebakken vis of vlees, gebakken aardappelproducten en dergelijke, komen voedseldeeltjes, zoals paneermeel, vetresten, stukjes vlees en granen los van het te frituren voedselproduct en vormen bakolievreemde -vervuiling. Deze bakolie verontreinigingen veroorzaken een snellere 25 degradatie van de bakolie. Tevens vallen de deeltjes, als verontreinigende partikels door het volume bakolie, op de verwarmingseenheid in het bakoliereservoir. Door de hoge temperaturen aan de verwarmingsoppervlakten van deze verwarmingseenheden hebben de losgekomen deeltjes de neiging om aan de verwarmingsoppervlakten van de verwarmingseenheden vast te hechten waardoor vervolgens de degradatie van de bakolie nog verder 30 versnelt.

Bij verwarmingseenheden van het indirecte verwarmingstype is het gangbaar om met een circulerende thermische vloeistof met een ingangstemperatuur van ongeveer 260°C de verwarmingseenheid te verwarmen. Het verval in temperatuur van de thermische vloeistof over het verwarmingselement is, in belaste toestand, doorgaans ongeveer 20°C. De 35 uitgangstemperatuur van de thermische vloeistof ligt daardoor doorgaans op ongeveer 240° C. Hierdoor zal het verwarmingsoppervlak van de verwarmingseenheid doorgaans op een temperatuur liggen boven de 240°C. Meestal worden in de bakinrichting voor toepassing op 3 industriële schaal bak- ofwel frituuroliën gebruikt met een rookpunttemperatuur (“smoke point”) van ongeveer 220°C en een ontvlammingstemperatuur (“flash point”) die ligt tussen 315°C en 325°C. Doordat het verwarmingsoppervlak van de verwarmingselementen boven de 240°C ligt, zal de bakolie door het contact met het verwarmingsoppervlak degraderen. De 5 degradatie van de bakolie zal sneller verlopen bij nog hogere temperaturen van de thermische vloeistof en daarmee van het verwarmingsoppervlak.

Door de aanhechting van partikels in de bakolie neemt de beschikbare warmtecapaciteit af. Om hiervoor te compenseren wordt in de praktijk, door de bakolie-temperatuurregeling, de temperatuur van de thermische vloeistof, waarmee het verwarmings-10 oppervlak wordt verwarmd verder verhoogd. Hierdoor neemt ook de temperatuur van het verwarmingsoppervlak plaatselijk toe. Vervolgens versterkt deze temperatuurstoename de aanhechting van partikels en het effect van de degradatie van de bakolie. In de eerste plaats is dit nadelig omdat door ongelijkmatige aanhechting van losgekomen deeltjes de warmteoverdracht over de verwarmingseenheid ongelijkmatig wordt. Verder kan dit proces 15 van aanhechten zo heftig verlopen dat tijdens het bakproces gestopt moet worden om het verwarmingelement te reinigen. Dit zorgt voor ongewenste stilstand van het bakproces.

Verder nadelig hieraan is dat voor het opvoeren van de temperatuur van de thermische vloeistof hogere eisen worden gesteld aan het circulatiesysteem. Bovendien kan de temperatuur van de thermische vloeistof niet onbeperkt worden verhoogd.

20 Verder veroorzaakt het fenomeen van partikels in de bakolie problemen bij het schoonmaken en onderhouden van de bakinrichting. Aangehechte en verbrandde deeltjes zullen de reinigingsinspanning doen toenemen. Wanneer de bakolie niet langer houdbaar is moet het volume bakolie in het bakreservoir afgevoerd worden en vervangen worden door schone bakolie. Dit zorgt voor stilstand van het bakproces, hetgeen uiteraard vanuit 25 kostenoogpunt niet wenselijk is.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel ten minste één van de bovengenoemde nadelen ten minste gedeeltelijk te ondervangen, dan wel om een bruikbaar alternatief te verschaffen. In het bijzonder heeft de uitvinding tot doel om een bakinrichting te verschaffen, welke het beschikbare warmteoverdrachtsoppervlak van de verwarmingseenheid (sterk) 30 vergroot bij gelijkblijvend volume welke de eenheid inneemt in het bakoliereservoir. Tevens heeft de uitvinding in het bijzonder tot doel de warmteoverdracht van het warmteoverdrachtsoppervlak naar de bakolie te verbeteren. Andere doelen van de uitvinding zijn het verkleinen van het bakolievolume, verlagen van de temperatuur van warmteoverdrachtsoppervlak, een langere standtijd van de bakolie en een betere temperatuurverdeling over het bakolie-35 reservoir. Bij gebruik van thermische verwarmingsvloeistof, heeft de uitvinding als doel de temperatuur hiervan te verlagen.

( 4

Dit doel is bereikt met een bakinrichting volgens de uitvinding zoals gedefinieerd in conclusie 1.

De uitvinding heeft betrekking op een bakinrichting voor het uitvoeren van een 5 bakproces van voedselproducten. De bakinrichting omvat een bakoliereservoir dat vulbaar is met een volume bakolie. Verder heeft de bakinrichting ten minste één voedselproductdrager die tenminste gedeeltelijk onderdompelbaar is in de bakolie in het bakoliereservoir. De voedselproductdrager is bijvoorbeeld een transportband die zich gedeeltelijk door het bakoliereservoir uitstrekt en waarmee de voedselproducten in een continu proces gebakken 10 kunnen worden. De voedselproductdrager kan bijvoorbeeld ook een rooster zijn waarmee voedselproducten per partij neergelaten kunnen worden in het bakoliereservoir. Verder omvat de bakinrichting ten minste één verwarmingseenheid met ten minste één verwarmingselement dat ten minste gedeeltelijk binnen het bakoliereservoir is gepositioneerd. Het verwarmingselement heeft een verwarmingsoppervlak dat tijdens het bakproces in contact is 15 met de bakolie in het bakoliereservoir, waardoor de bakolie opgewarmd wordt.

Kenmerkend voor de bakinrichting volgens de uitvinding is dat de verwarmingseenheid een bakoliekanaal met een kanaalverwarmingsoppervlak omvat. Verder omvat de verwarmingseenheid een eerste pomp voor het doorvoeren van bakolie door het bakoliekanaal. Het kanaalverwarmingsoppervlak staat direct of indirect in warmtewisselende 20 verbinding met het verwarmingsoppervlak van het verwarmingselement. Tijdens het bakproces staat het bakoliekanaal in stromingsverbinding met het volume bakolie in het bakoliereservoir, waardoor bakolie vanuit het bakoliereservoir door het bakoliekanaal gevoerd kan worden. De pomp voor de circulatie van de bakolie in het bakoliereservoir kan ook worden gebruikt voor het doorvoeren van bakolie door het verwarmingselement. Via het 25 kanaalverwarmingsoppervlak wordt warmte toegevoerd aan de bakolie die door het bakoliekanaal wordt doorgevoerd.

Met de bakinrichting volgens de uitvinding kunnen verschillende voordelen worden bereikt. Een belangrijk voordeel van de uitvinding is dat het warmteoverdrachtsopperviak van de verwarmingseenheid sterk kan worden vergroot bij gelijkblijvend volume dat de eenheid 30 inneemt in het bakoliereservoir. Een ander belangrijk voordeel is dat de warmteoverdracht tussen de verwarmingseenheid en de bakolie in het bakoliereservoir volgens de uitvinding sterk kan worden verbeterd. In de eerste plaats is dit een direct gevolg van de geforceerde stroming van de bakolie door het bakoliekanaal. De warmteoverdracht binnen het bakoliekanaal is gebaseerd op geforceerde convectie, waardoor deze warmteoverdracht 35 groter is ten opzichte van de warmteoverdracht aan de buitenzijde van het verwarmingselement, die meer gebaseerd is op natuurlijke convectie.

5

Een verder voordeel dat bereikt is met de bakinrichting volgens de uitvinding is dat het vergroten van het warmtewisselend oppervlak van het verwarmingelement gebruikt kan worden om de benodigde temperatuur van de thermische verwarmingsvloeistof te verlagen. Hierdoor zal de temperatuur van het warmteoverdrachtsoppervlak ook lager zal zijn. Een 5 belangrijk voordelig effect dat hiermee bereikt kan worden met de bakinrichting volgens de uitvinding is dat de levensduur van de bakolie aanzienlijk verlengd kan worden. Door de aanwezigheid van het bakoliekanaal kan degradatie van de bakolie worden tegengegaan. Tevens hebben door de geforceerde stroming van de bakolie langs het kanaalverwarmings-oppervlak, verontreinigingen die als partikels in de bakolie zweven minder de kans om te 10 hechten aan het kanaalverwarmingsoppervlak. Hierdoor blijft het kanaalverwarmings-oppervlak schoon, hetgeen gunstig is voor de warmteoverdracht tussen het kanaalverwarmingsoppervlak en de bakolie. De warmtecapaciteit van de verwarmingseenheid blijft beschikbaar, waardoor het bakproces efficiënter verloopt. Dichtkoeken van het kanaalverwarmingsoppervlak door aanhechtende verontreinigingen in de bakolie zou een verhoging 15 van het vermogen van het de verwarmingseenheid vereisen, waardoor het risico op plaatselijk te hoog oplopende temperaturen aan het verwarmingsoppervlak en dientengevolge plaatselijke verbranding van de bakolie en derhalve verdere degradatie van de bakolie verhoogd wordt. Door het verlengen van de houdbaarheid van de bakolie hoeft het volume bakolie minder vaak ververst te worden en treedt stilstand van het bakproces minder 20 vaak op.

Voordelig is verder dat door het grotere beschikbare warmtewisselend oppervlak en de efficiëntere warmteoverdracht het verwarmingselement kleiner uitgevoerd kan worden. Hierdoor kan, bij gelijkblijvende warmtebehoefte, het bakreservoir kleiner, bijvoorbeeld lager uitgevoerd worden waardoor ook het benodigde volume bakolie kleiner wordt. Een kleiner 25 verwarmingselement kan de stromingsverliezen en het benodigde vermogen van een warmtepomp verminderen. Derhalve kunnen kleinere afmetingen met voordeel leiden tot energiekostenbesparingen voor het opwarmen van de bakolie.

Bij voorkeur is het kanaalverwarmingsoppervlak gevormd door een gedeelte van het verwarmingsoppervlak van het verwarmingselement.

30 In een voorkeursuitvoeringsvorm is het bakoliekanaal gevormd door een buis die warmte opneemt van het verwarmingselement. Warmte wordt direct via geleiding of indirect via een tussenlaag overgedragen aan de buis. De buis heeft een buiswand met een inwendig oppervlak en een uitwendig mantelvlak. Het inwendig oppervlak dient als kanaalverwarmingsoppervlak. Warmte wordt via de buiswand overgedragen aan de bakolie die door de buis 35 wordt doorgevoerd.

6

Bij voorkeur is de buis vast verbonden met het verwarmingselement. Door de vaste verbinding vindt een verbeterde warmte overdracht plaats tussen het verwarmingselement en de buis. De warmteoverdracht treedt op door geleiding.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het verwarmingselement een buis-in-buis-5 element met een binnen gelegen buis, een zogenaamde binnenbuis, die zich uitstrekt binnen een buiten gelegen buis, een zogenaamde buitenbuis. Het buis-in-buis-element definieert een ruimte met een in hoofdzaak ringvormige dwarsdoorsnede tussen de binnenbuis en de buitenbuis. Bijvoorkeur hebben de buizen een ringvormige dwarsdoorsnede, maar iedere andere geometrie is ook mogelijk, zoals cilindervormig, vierkant, rechthoekig, ovaal, 10 stervormig, en dergelijke.

Deze ruimte wordt gebruikt als thermisch vloeistofkanaal voor het doorvoeren van een thermische vloeistof. Naast de nu beschreven uitvoeringsvorm, waarbij als thermische vloeistof dat als warmtewisselend medium dient thermische olie gebruikt wordt, kan de boven beschreven ruimte ook gebruikt worden voor andere warmtewisselend media, zoals water, 15 stoom of elektrisch verwarmde elementen, en dergelijke.

In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt de holte binnen de binnenbuis wordt bij voorkeur gebruikt als bakoliekanaal, welke warmte opneemt van de thermische vloeistof. Warmte wordt direct via convectie door de thermische vloeistof overgedragen aan de binnenbuis. De binnenbuis heeft een buiswand met een inwendig oppervlak en een uitwendig 20 mantelvlak. Het inwendig oppervlak dient als kanaalverwarmingsoppervlak. Warmte wordt via de buiswand overgedragen aan de bakolie die door de binnenbuis wordt doorgevoerd.

Zowel het binnengelegen oppervlak, het kanaalverwarmingsoppervlak, in de binnenbuis als het buitengelegen verwarmingsoppervlak van de buitenbuis van het buiselement draagt bij aan de warmteoverdracht. Bakolie wordt door de binnenbuis 25 doorgevoerd, waardoor warmteoverdracht optreedt door geforceerde convectie. Rondom de buitengelegen buis treedt warmteoverdracht door voornamelijk natuurlijke convectie op. In mindere mate is door de circulatie van bakolie in het bakoliereservoir ook een geforceerde warmteoverdracht aanwezig aan het buitengelegen verwarmingsoppervlak van de buitenbuis, maar deze is significant minder dan de bijdrage van de natuurlijke convectie. De binnenbuis 30 blijft in hoofdzaak schoon door de stromingssnelheid van de bakolie. Bij de stromingssnelheid benodigd voor een verbeterde warmteoverdracht aan de binnenzijde van de binnenbuis, hebben eventueel aanwezige partikels geen mogelijkheid zich te hechten aan het oppervlak. Bovendien hechten eventuele deeltjes van de bakolie zelf, door de stroming zich nauwelijks aan het kanaalverwarmingsoppervlak. Door het eerst filteren van de bakolie voor het 35 doorvoeren door het bakoliekanaal kan bovendien de neiging tot aanhechten verder gereduceerd worden.

In een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding kan de binnenbuis gepositioneerd 7 worden ten opzichte van de buitenbuis door daartoe aangebrachte gedefinieerde deuken in de buitenbuis of door afstandstukken. Hierdoor blijft de ringvormige dwarsdoorsnede tussen de binnenbuis en de buitenbuis in hoofdzaak gelijkmatig van vorm, welke de doorstroming van thermische vloeistof optimaal houdt.

5 Bij voorkeur omvat het verwarmingselement een opstelling in een rij van buis-in-buis- elementen. Door de rij van buiselementen is een vlakke uitvoeringsvorm van het verwarmingselement verkregen, waardoor met voordeel de inbouwhoogte beperkt blijft. In een alternatieve uitvoeringsvorm kunnen meerdere rijen van buiselementen boven elkaar zijn ingericht. Echter bij voorkeur is slechts één rij van buiselementen voorzien in een in 10 hoofdzaak horizontaal vlak om de inbouwhoogte in het bakoliereservoir minimaal te houden. Door de minimale inbouwhoogte kan het volume bakolie verminderd worden, hetgeen voordelig is voor een uniforme en snellere opwarming. Bovendien is het verversen en onderhouden van een kleiner volume bakolie economisch voordeliger.

Bij voorkeur strekken de buis-in-buiselementen zich in hoofdzaak parallel uit aan de 15 transportrichting van het voedselproduct uit in het bakoliereservoir. Hierdoor kunnen de buis-in-buiselementen effectief een temperatuurgradiënt compenseren in de transportrichting van het bakoliereservoir en zo bijdragen aan een uniforme temperatuurverdeling. Bij voorkeur zijn de buiselementen in breedterichting regelmatig verdeeld over de bodem van het bakoliereservoir. Hierdoor kan de temperatuurverdeling over de lengte en breedte van het 20 bakoliereservoir in hoofdzaak constant gehouden worden.

In een uitvoeringsvorm van de bakinrichting volgens de uitvinding is een inlaat-manifold voorzien voor een centrale toevoer van bakolie aan de bakoliekanalen binnen het verwarmingselement. De inlaatmanifold is verbonden aan een inlaat van een bakoliekanaal. Bij voorkeur stroomt de bakolie vrij uit de bakoliekanalen in het bakoliereservoir.

25 Echter in een alternatieve uitvoeringsvorm volgens de uitvinding kan een uitlaat- verdeelstuk zijn verbonden met uitlaten van bakoliekanalen om de opgewarmde bakolie op een vastgestelde positie in het bakoliereservoir uit te laten stromen. Eventueel kunnen hierbij spuitmonden en verlengstukken zijn voorzien.

In een uitvoeringsvorm van het verwarmingselement volgens de uitvinding is een 30 inlaatverdeelstuk verbonden aan een inlaat van het thermische vloeistofkanaal en een uitlaatverdeelstuk verbonden is aan een uitlaat van het thermisch vloeistofkanaal. Met voordeel kan hiermee de thermische vloeistof centraal worden aan- en afgevoerd.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de uitstroom van verwarmde bakolie uit het bakoliekanaal van het verwarmingselement in het bakoliereservoir voorzien aan de zijde van 35 of bij de invoerpositie van de voedselproducten. In een industriële bakinrichting voor een continu bakproces worden de voedselproducten continu aangevoerd met behulp van een transporteur. Het is voordelig om de bakolie uit het bakoliekanaal te laten stromen ter plaatse 8 van de toevoer van voedselproducten, omdat daar door de relatief koude invoer van voedselproducten de bakolie het sterkst afkoelt. Door daar ter plaatse de bakolie uit het verwarmingselement te laten stromen kan het meest effectief gecompenseerd worden voor deze afkoeling.

5 Bovendien kan door het afvoeren van bakolie op een positie die met de transportrichting mee ligt, bijvoorbeeld aan het tegenoverliggende uiteinde van het bakoliereservoir, een stroming in het volume bakolie teweeg worden gebracht, die mee stroomt in de transportrichting van de voedselproducten. Meestroom is voordelig, omdat door het met de transportrichting meestromend volume bakolie minder wrijvingskrachten ontstaan 10 op de voedselproducten en wordt turbulentie tegengegaan, waardoor het loskomen van partikels tegengegaan wordt. De bakinrichting in deze uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is hierdoor in het bijzonder geschikt voor het bakken van voedselproducten die voorzien zijn van een fragiele bedekkingslaag, zoals snack producten met kip.

In een andere uitvoeringsvorm is de uitstroom van verwarmde bakolie uit het 15 bakoliekanaal van het verwarmingselement in het bakoliereservoir voorzien aan de zijde van de afvoerpositie van de voedselproducten. Door het afvoeren van bakolie op een positie aan de productinvoerzijde, wordt een tegenstroming in het volume bakolie teweeg gebracht, tegen de transportrichting van de voedselproducten in. De toevoer van door de buitenzijde van het warmte-element verwarmde bakolie, compenseert de sterk afkoeling van de bakolie door de 20 toevoer van de relatief koude voedselproducten. Echter, in deze uitvoeringsvorm is de stroomsnelheid van de bakolie zeer beperkt om het ontstaan van te hoge wrijvingskrachten op de voedselproducten en een daarmee gepaard gaand , loskomen van partikels tegen te gaan.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat het bakoliereservoir tenminste twee 25 in transportrichting achter elkaar gepositioneerde verwarmingseenheden die afzonderlijke verwarmingszones definiëren. Door meerdere verwarmingseenheden op te stellen in het bakoliereservoir kan het totale temperatuursverloop in het bakoliereservoir beter geregeld worden. Bovendien kan per verwarmingszone een afzonderlijke stroming in het bakoliereservoir worden verkregen. Zo kan in een gedeelte van het bakoliereservoir, de bakolie een 30 stroming met de transportrichting van voedselproducten mee krijgen en een ander gedeelte een stroming tegen de transportrichting in. Met voordeel wordt afhankelijk van de vereisten van het bakproces een meestroom van de bakolie opgewekt in het bakoliereservoir voor het verminderen van het loslaten van partikels van de voedselproducten om zo contaminatie van de bakolie tegen te gaan en een tegenstroom van de bakolie opgewekt in een ander 35 verwarmingszone van het bakoliereservoir voor het verbeteren van de warmteoverdracht tussen de bakolie en de voedselproducten.

Om vervuiling van de bakolie verder tegen te gaan is in een voordelige uitvoerings- > 9 vorm van de bakinrichting volgens de uitvinding een sediment transportinrichting voorzien in een lager gelegen deel van het bakoliereservoir voor het opvangen en afvoeren van vervuilende partikels in de bakolie. Bij voorkeur is het sediment transport voorzien onder de verwarmingselementen.

5 Voorts heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze volgens conclusie 16 voor het bakken van voedselproducten. De werkwijze volgens de uitvinding omvat de stappen van het onderdompelen van voedselproducten in een volume bakolie in een bakoliereservoir. Dit kan partij-gewijs gebeuren of met behulp van een transporteur in een continu proces. In de werkwijze wordt het volume bakolie verwarmd met een verwarmingseenheid die voorzien is 10 van een bakoliekanaal. Verder omvat de werkwijze een stap, waarbij bakolie door het bakoliekanaal wordt doorgevoerd.

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt in de werkwijze gebruik gemaakt van een bakinrichting met een verwarmingseenheid die voorzien is van een bakoliekanaal, waarin de bakolie een dusdanig hoge stromingsnelheid heeft, waardoor het 15 hechten van verontreinigingen aan de verwarmingseenheid wordt tegengegaan.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt verder een stroming opgewekt in het bakoliereservoir met behulp van de verwarmingseenheid en een pomp. Deze pomp kan de zelfde zijn welke gebruikt wordt voor de circulatie van bakolie in het bakoliereservoir. Verdere voorkeursuitvoeringsvormen zijn vastgelegd in de overige 20 onderconclusies.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van bijgevoegde tekeningen die een praktische uitvoering van de uitvinding geven, maar niet mogen worden beschouwd in beperkende zin, waarin: 25 Fig. 1 toont in een aanzicht in perspectief een verwarmingselement volgens de uitvinding, waarbij het verwarmingselement is uitgevoerd als een warmtewisselaar met een buis-in-buis configuratie;

Fig. 2 toont een aanzicht in dwarsdoorsnede van een verwarmingselement met een buis-in-buis configuratie volgens de uitvinding; 30 Fig. 3a toont een aanzicht in perspectief van een doorsnede van het verdeelstuk voor de toevoer van thermische vloeistof en een verdeelstuk voor de toevoer van bakolie aan het verwarmingselement volgens de uitvinding;

Fig. 3b toont een aanzicht in perspectief van een doorsnede van het verdeelstuk voor de afvoer van thermische vloeistof en de afvoer van bakolie van het verwarmingselement naar 35 het bakoliereservoir volgens de uitvinding;

Fig. 4a toont in een schematisch aanzicht een tegen de transportrichting in stromend volume van bakolie in het bakoliereservoir; 10

Fig. 4b toont in een schematisch aanzicht een met de transportrichting mee stromend volume van bakolie in het bakoliereservoir;

Fig. 4c toont in een schematisch aanzicht een bakreservoir, waarbij in een gedeelte van het bakreservoir een volume bakolie met de transportrichting meestroomt en in een volgend 5 gedeelte van het bakreservoir een volume bakolie met tegen de transportrichting instroomt; Fig. 5 toont schematisch verschillende mogelijke geometrieën van een verwarmingselement volgens de uitvinding.

Figuur 1 toont een aanzicht in perspectief een verwarmingselement 31 volgens de 10 uitvinding. Het verwarmingselement 31 is uitgevoerd als een warmtewisselaar met een buis-in-buis configuratie. De buis-in-buis configuratie omvat een binnengelegen buis, een zogenaamde binnenbuis 32 die zich uitstrekt binnen een buitengelegen buis, een zogenaamde buitenbuis 33. Aan het verwarmingselement 31 wordt thermische vloeistof A en bakolie B toegevoerd. De bakolie wordt via een inlaatmanifold 37.1 toegevoerd aan de in een 15 rij opgestelde binnenbuizen. Via een inlaatverdeelstuk 36 wordt de thermische vloeistof A toegevoerd aan een thermisch vloeistofkanaal 34 dat gevormd is door de ruimte tussen de buitengelegen buis en de binnengelegen buis. Op het andere uiteinde van het verwarmingselement 31 is een uitlaatverdeelstuk 37.2 voorzien voor de afvoer van thermische vloeistof A. De opgewarmde bakolie B in de binnenbuizen 32 wordt rechtstreeks afgevoerd naar een 20 bakoliereservoir 20. Afhankelijk van de ligging van het verwarmingselement 31 in het bakoliereservoir 20 stroomt de in het bakoliereservoir uitstromende bakolie in de richting van de productdoorvoerrichting of in tegengestelde richting hiervan.

In figuur 2 is in een aanzicht in dwarsdoorsnede een buis-in-buiselement getoond die is opgebouwd uit een binnenbuis 32 die zich uitstrekt binnen een buitenbuis 33. De binnen-25 buis 32 heeft een kleinere diameter dan de buitenbuis 33 en is centraal gepositioneerd binnen de buitenbuis 33 met behulp van afstandstukken. Hier zijn de afstandstukken uitgevoerd als platen, maar de afstandstukken kunnen ook zijn gevormd door andere vormen van centrering aan te brengen, zoals deuken in de buitenbuis. Tussen de binnen en de buitenbuis bevindt zich een ruimte die benut kan worden voor het doorvoeren van thermische 30 vloeistof. Zo vormt de ruimte tussen de binnen- en de buitenbuis een thermisch vloeistofkanaal 34. Door warmuitwisseling zullen de binnen- en de buitenbuis opwarmen. Het manteloppervlak 32a van de buitenbuis fungeert als een verwarmingsoppervlak en zal de bakolie in het bakoliereservoir rondom de buitenbuis door voornamelijk natuurlijke convectie opwarmen. De holte binnen de binnenbuis vormt een bakoliekanaal 35 voor het doorvoeren 35 van bakolie B. De binnengelegen oppervlakte in de holte van de binnenbuis definieert het kanaalverwarmingsoppervlak 35a. Hier treedt een warmte-uitwisseling op tussen de binnenbuis 32 en de doorgevoerde bakolie B. In tegenstelling tot de warmteoverdracht aan 11 het verwarmingsoppervlak van de buitenbuis dat voornamelijk gebaseerd is op natuurlijke confectie treedt warmteoverdracht op tussen de binnenbuis 32 en de doorgevoerde bakolie B op door gedwongen confectie.

Bij voorkeur omvat het verwarmingselement voor toepassing in een bakinrichting 5 volgens de uitvinding meerdere in een rij naast elkaar geplaatste buis-in-buis elementen. Figuur 3a toont in een aanzicht in perspectief een uitvoeringsvorm van een inlaatverdeelstuk voor het invoeren van bakolie in de binnengelegen buis. Het inlaatverdeelstuk omvat een toevoerbuis met een ronde dwarsdoorsnede, waarbij de toevoerbuis loodrecht gepositioneerd en aangesloten is op de in rij geplaatste binnenbuizen. De binnenbuizen steken door de 10 omtrekswand van de toevoerbuis

Verder toont figuur 3a een inlaatverdeelstuk 37.1 voor de toevoer van thermische vloeistof A aan het thermisch vloeistofkanaal 34 van verschillende naast elkaar in een rij opgestelde buis-in-buiselementen. Het inlaatverdeelstuk 37.1 heeft een toevoerbuis. De buitenbuizen 33 van de buis-in-buiselementen steken door de wand van de toevoerbuis. Het 15 uiteinde van de buitenbuis 33 ligt binnen de toevoerbuis van het inlaat verdeelstuk. De binnenbuizen van de buiselementen strekken zich uit door de toevoerbuis tot in de naast het inlaat verdeelstuk opgestelde inlaatmanifold voor het toevoeren van bakolie B.

Figuur 3b toont een uitlaatverdeelstuk 37.2 voor de afvoer van thermische vloeistof A van het thermisch vloeistofkanaal 34 van verschillende naast elkaar in een rij opgestelde 20 buis-in-buiselementen. Het uitlaatverdeelstuk 37.2 heeft een afvoerbuis. De buitenbuizen 33 van de buis-in-buiselementen steken door de wand van het uitlaatverdeelstuk. Het uiteinde van de buitenbuis 33 ligt binnen de afvoerbuis van het uitlaatverdeelstuk 37.2. De binnenbuizen 32 van de buiselementen strekken zich uit door de toevoerbuis van het uitlaatverdeelstuk 37.2.

25 Tevens toont figuur 3b in een aanzicht in perspectief een uitvoeringsvorm voor het afvoeren van bakolie uit de binnengelegen buis naar het bakoliereservoir 20. De binnenbuizen 32 steken door de omtrekswand van de thermische vloeistof afvoerbuis. Uit de uiteinden van de binnenbuizen 32 stroomt de bakolie B vrij uit, in het bakoliereservoir 20.

Figuur 4a toont in een schematisch aanzicht een bak-inrichting 1 volgens de uitvinding 30 met een langwerpig bakoliereservoir dat gevuld is met bakolie. De bakolie B stroomt in tegen de transportrichting van voedselproducten 2 op een voedselproductdrager 3 in het bakoliereservoir 20. Het bakoliereservoir heeft aan het ene uiteinde een invoerpositie 21 voor voedselproducten 2 en aan het tegenoverliggende uiteinde een uitvoerpositie 22. Het bakoliereservoir 20 is gevuld met een volume bakolie. Verder is de bakinrichting 1 voorzien 35 van een verwarmingseenheid 30 met een verwarmingselement 31, zoals die getoond is in figuur 1. De invoerzijde voor thermische vloeistof A en bakolie B in de verwarmingseenheid 30 is hier gepositioneerd nabij de invoerpositie 21 van de voedselproducten 2. Door het $ 12 invoeren van relatief koude voedselproducten 2 zal er op de invoerpositie 21 van het bakoliereservoir 20 meer warmtecapaciteit nodig zijn. Daarom is het gunstig om de invoer van thermische vloeistof A met een hoge ingangstemperatuur te voorzien nabij de invoerpositie 21 van voedselproducten. De toevoer van bakolie B aan de binnenbuis 32 van 5 het bakoliekanaal 35 van het verwarmingselement 31 is tevens voorzien aan deze zijde van het bakoliereservoir 20. Op de invoerpositie 21 voor voedselproducten 2 wordt bakolie B uit het bakoliereservoir 20 afgevoerd en wordt het met behulp van een circulatiepomp 38, door eventueel een filter 39, weer naar het bakoliekanaal 35 in het verwarmingselement 31 gevoerd.

10 In figuur 4a mondt het bakoliekanaal van het verwarmingselement uit ter plaatse van de uitvoerpositie van voedselproducten in het tegenoverliggende uiteinde van het bakoliereservoir, de product afvoerzijde. Daar stroomt de opgewarmde bakolie B uit in het bakoliereservoir 20. Door het afvoeren aan de ene zijde van het bakoliereservoir 20 en het toevoeren van bakolie B aan de andere zijde van het bakoliereservoir 20 ontstaat binnen het 15 volume bakolie een stroming van bakolie B tegen de transportrichting van de voedselproducten 2 in binnen het bakoliereservoir 20. Door de tegenstroom van bakolie treedt een effectieve warmteuitwisseling uit met de voedselproducten 2 die relatief hoog is in vergelijking tot een bakoliereservoir 20 met een in hoofdzaak stilstaand volume bakolie.

Figuur 4b toont een schematisch aanzicht van een soortgelijke bakinrichting 1 als in 20 figuur 4a. Echter in figuur 4b is de toevoer van bakolie aan het bakoliekanaal 35 in het verwarmingselement 31 voorzien nabij de uitvoerpositie 22 van de voedselproducten 2. De bakolie B in het bakoliereservoir 20 wordt dus ook afgevoerd aan dit uiteinde en wordt, via de circulatiepomp 38, toegevoerd aan het bakoliekanaal 35, welke uitstroomt in het bakoliereservoir 20 nabij de invoerpositie 21 van voedselproducten 2. Hierdoor ontstaat binnen het 25 volume van bakolie B in het bakoliereservoir 20 een stroming die in richting in hoofdzaak gelijk is aan de transportrichting van voedselproducten 2. Voordelig aan een meestroom van bakolie B is dat hierdoor minder verontreinigende deeltjes zullen loslaten van het voedselproduct 2.

Figuur 4c toont een verder geoptimaliseerde uitvoeringsvorm van de bakinrichting 1 30 volgens de uitvinding. Analoog aan het getoonde in figuur 4a en figuur 4b zijn verwarmingselementen 31 opgesteld binnen een bakoliereservoir 20. Door het verplaatsen van meerdere verwarmingselementen 31 binnen het bakoliereservoir 20 zijn afzonderlijke temperatuurzones ontstaan. Door het achter elkaar positioneren van tenminste twee verwarmingseenheden 30 is het bakoliereservoir 20 opgedeeld in afzonderlijke temperatuurzones. In een eerste 35 gedeelte vanaf de invoerpositie 21 voor voedselproducten 2 is een temperatuurzone gecreëerd met analoog aan de situatie in figuur 4b een meestroom van het volume bakolie B in het bakoliereservoir 20. De meestroom van bakolie draagt bij aan een verminderde 13 verontreiniging door loslatende partikels van de voedselproducten 2. Wanneer het voedselproduct reeds enige tijd in de bakolie aanwezig is zullen er minder partikels loslaten. In een volgend gedeelte van het bakoliereservoir 20 is het daarom gunstig om een verwarmingseenheid 30 zodanig te plaatsen dat een tegenstroom van het volume bakolie B 5 in dat gedeelte van het bakolie reservoir 20 optreedt. Hierdoor is de warmtewisseling tussen de bakolie B en het voedselproduct 2 verbeterd zonder dat dit ten koste gaat van een toename van loslatende partikels.

De in figuur 4 getoonde uitvoeringsvormen zijn drie mogelijke uitvoeringsvormen van de uitvinding. Naast de in de figuren getoonde uitvoeringen zijn vele varianten mogelijk 10 zonder daarbij buiten de beschermingsomvang te treden zoals deze is gedefinieerd in de bijgevoegde conclusies.

Aldus is volgens de uitvinding voorzien in een bakinrichting voor het bakken van voedselproducten, waarbij in gebruik aanzienlijke besparingen behaald kunnen worden. Met name is door het vergrote verwarmend oppervlak van de verwarmingseenheid meer 15 verwarmend vermogen voorhanden. Naast groter verwarmend vermogen is door het bakoliekanaal een efficiëntere warmteoverdracht, kleiner bakolievolume, indien aanwezig lagere temperatuur van de thermische vloeistof, langere standtijd van de bakolie en een betere temperatuurverdeling over het bakoliereservoir mogelijk.

1034 711

Claims (16)

1. Bakinrichting (1) voor het uitvoeren van een bakproces van voedselproducten (2) omvattende: 5. een bakoliereservoir (20) dat vulbaar is met een volume bakolie; een voedselproductdrager (3) die ten minste gedeeltelijk onderdompelbaar is in de bakolie in het bakoliereservoir (20); ten minste één verwarmingseenheid (30) met ten minste één verwarmingselement (31) dat ten minste gedeeltelijk binnen het bakoliereservoir 10 (20) is gepositioneerd en dat een verwarmingsoppervlak (32a) heeft dat tijdens het bakproces in contact is met de bakolie in het bakoliereservoir, met het kenmerk, dat de verwarmingseenheid (30) een bakoliekanaal (35) met een kanaalverwarmings-oppervlak (35a) omvat, waarbij het kanaalverwarmingsoppervlak (35a) in warmtewisselende 15 verbinding staat met het verwarmingsoppervlak (32a) van het verwarmingselement (31), waarbij tijdens het bakproces het bakoliekanaal (35) in stromingsverbinding staat met het volume bakolie in het bakoliereservoir en waarbij de verwarmingseenheid (30) verder een pomp (38) omvat voor het doorvoeren van bakolie door het bakoliekanaal (35), zodanig dat via het kanaalverwarmingsoppervlak warmte wordt toegevoerd aan de bakolie die door het 20 bakoliekanaal wordt doorgevoerd.

2. Bakinrichting volgens conclusie 1, waarbij het bakoliekanaal ten minste gedeeltelijk begrensd is door ten minste een gedeelte van het verwarmingsoppervlak van het verwarmingselement. 25

3. Bakinrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij het bakoliekanaal gevormd is door een buis.

4. Bakinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de buis vast 30 verbonden is met het verwarmingselement.

5. Bakinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het verwarmingselement een buis-in-buiselement omvat met een binnen gelegen buis die zich uitstrekt binnen een buiten gelegen buis, welk buis-in-buiselement een ruimte definieert tussen de binnen 35 gelegen buis en de buiten gelegen buis die een kanaal vormt voor het doorvoeren van een warmtedragend medium. 1034711

6. Bakinrichting volgens conclusie 5, waarbij de ruimte een in hoofdzaak ringvormige dwarsdoorsnede is.

7. Bakinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij een inlaatmanifold 5 voor het invoeren van bakolie verbonden is aan een inlaat van het bakoliekanaal.

8. Bakinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij een inlaatverdeelstuk verbonden is aan een inlaat van het thermische vloeistofkanaal en een uitlaatverdeelstuk verbonden is aan een uitlaat van het thermisch vloeistofkanaal. 10

9. Bakinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de uitlaat van het bakoliekanaal in hoofdzaak aan de zijde van de of bij de invoerpositie van de voedselproducten gepositioneerd is, zodanig dat in het bakoliereservoir een stroming van bakolie ontstaat in de transportrichting van de voedselproducten.

10. Bakinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het inlaatverdeelstuk gepositioneerd is aan een uitvoerpositie van de voedselproducten.

11. Bakinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij slechts één rij van 20 verwarmingselementen in een horizontaal vlak voorzien is binnen het bakoliereservoir.

12. Bakinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij in het bakoliereservoir ten minste twee in transportrichting achter elkaar gepositioneerde verwarmingselementen met een inlaat en een uitlaat voor bakolie zijn opgesteld die afzonderlijke verwarmingszones 25 definiëren.

13. Bakinrichting volgens conclusie 12, waarbij de uitlaat van het bakoliekanaal voor de uitvoer van bakolie van het eerste verwarmingselement is gepositioneerd ter plaatse van de invoerpositie van voedselproducten en waarbij de uitlaat van een bakoliekanaal voor de 30 uitvoer van bakolie van het tweede verwarmingselement ter plaatse van de uitvoerpositie van voedselproducten is gepositioneerd.

14. Bakinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij een sediment transportinrichting is voorzien in een lager gelegen deel van het bakoliereservoir voor het 35 opvangen en afvoeren van verontreinigende partikels in de bakolie.

15. Verwarmingselement voor toepassing in een bakinrichting volgens één van de voorgaande conclusies.

16. Werkwijze voor het bakken van voedselproducten omvattende de volgende stappen: het geheel of gedeeltelijk onderdompelen van voedselproducten in een volume 5 bakolie in een bakoliereservoir; het verwarmen van het volume bakolie met een verwarmingseenheid die voorzien is van een bakoliekanaal; met het kenmerk, dat de werkwijze verder de stap omvat van: het doorvoeren van bakolie door het bakoliekanaal. 10 1034711