PT1135999E - Método e aparelho de congelação rápida - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "MÉTODO E APARELHO DE CONGELAÇÃO RÁPIDA" Âmbito Técnico do Invento 0 presente invento diz respeito a um método e a um aparelho de congelação super-rápida capazes de preservar a frescura de ingredientes alimentares e de produtos alimentares e de permitir a sua armazenagem de longa duração, e ainda capazes da preservação e armazenagem de células vivas. Técnica Anterior

Convencionalmente, vários métodos de congelação e vários aparelhos de congelação têm sido desenvolvidos como meios próprios para armazenar os ingredientes alimentares e produtos alimentares ao mesmo tempo que preservam a sua frescura durante um longo periodo de tempo. No entanto, quando se procede à congelação de alimentos perecíveis, como por exemplo produtos da pesca, não era possível impedir completamente: (1) a emissão de cheiros desagradáveis após a congelação e a descongelação, (2) a descoloração, (3) a deterioração do paladar e (4) o gotejamento (derramamento de suco por ocasião da descongelação). Os aspectos referidos em (1) a (3) resultam da putrefacção dos ingre- 2 PE1135999 dientes alimentares provocada por bactérias que se acham presentes em maior número e da oxidação dos ingredientes alimentares. 0 gotejamento, como referido em (4), ocorre devido ao longo período de tempo requerido para a congelação. Isto é, os cristais de gelo que se formam devido à congelação da água livre que existe no interior de um objecto-a-ser-congelado, como por exemplo ingredientes alimentares e produtos alimentares, tornam-se muito grandes e volumosos, e produzem estragos na estrutura celular (a água livre é a água que não se acha ligada a proteínas ou semelhante e que se pode mover livremente) . Por outras palavras, isso ocorre devido ao facto do tempo que passa até se atingir uma gama de temperaturas de valor compreendido entre 0°C e -20°C, que é a gama de temperaturas em começa e termina a solidificação, ser muito longo, e por isso os cristais de gelo tornam-se muito grandes e volumosos.

Com vista a impedir a ocorrência desses problemas foi recentemente proposto um método, uma técnica de congelação, divulgado na publicação da patente japonesa No. 10-179105. O documento JP 10300251 divulga um congelador em que é aplicado um campo magnético.

Na anteriormente referida técnica de congelação, a congelação é realizada por meio de um processo que consiste em imergir directamente um objecto-a-ser-congelado no seio de um agente de refrigeração líquido, ou em pulverizar 3 PE1135999 o objecto com um agente de refrigeração líquido, a fim de se acelerar a velocidade de arrefecimento. Isso vai limitar o crescimento dos cristais de gelo durante a congelação e impedir a destruição da estrutura celular. Além disso, através da aplicação de uma energia electromagnética (espe-cificamente de raios infravermelhos longínquos) ao objecto-a-ser-congelado consegue-se reduzir a dimensão dos agregados de água (estes serão daqui em diante referidos pela designação de "pequenos agregados"). Estes pequenos agregados podem penetrar facilmente no seio do objecto-a-ser-congelado. Devido ao efeito de limitação do aumento de bactérias apresentado pelos pequenos agregados, pode ser limitado o número de bactérias vivas no interior do objecto-a-ser-congelado, resultando num aumento de qualidade.

No entanto, no método anteriormente proposto, uma vez que como agentes de refrigeração líquidos são usados metanol, etanol, acetona ou materiais semelhantes, em muitos casos não é possível imergir directamente o objecto-a-ser-congelado. A fim de se evitar o contacto directo do agente de refrigeração líquido com o objecto-a-ser-congelado, é necessário proporcionar um processo de pré-congelação próprio para acondicionar o objecto num recipiente ou em embalagens semelhantes. Quando se procede à congelação por imersão directa também é necessário proporcionar um processo de pós-tratamento de limpeza e remoção do agente de refrigeração líquido da superfície do objecto após descongelação. Os anteriormente referidos processos são inconvenientes e consomem um bocado de tempo, podendo 4 ΡΕ1135999 durante esse período de tempo ocorrer a deterioração da frescura.

Além disso, no anteriormente referido método de congelação, o arrefecimento e a congelação são realizados por meio de transmissão de calor provocada pelo contacto com o agente de refrigeração líquido, e por conseguinte o frio é transmitido da superfície exterior do objecto para o interior do objecto. Por conseguinte, a congelação inicia-se a partir da superfície exterior do objecto-a-ser-congelado e prossegue gradualmente em direcção ao interior do objecto. Por outras palavras, uma camada congelada é forma-se primeiro na superfície exterior e progride em direcção ao interior. Durante este processo, o frio vai passar através da inicialmente formada camada congelada exterior de depois é transmitido em direcção ao interior, de modo que a transmissão é fortemente inibida pela camada congelada. Por conseguinte, o período de tempo necessário para que a congelação se complete, especialmente na zona do núcleo interior, é um período de tempo consideravelmente longo, o que faz com que seja muito difícil impedir por completo a destruição da estrutura celular.

Além disso, quando se usa o processo de armazenagem em estado de congelação no âmbito dos transplantes bio-médicos, a destruição da estrutura celular e a duração do tempo da intervenção cirúrgica tornam-se fatais, e por conseguinte o anteriormente proposto método de congelação não pode ser adoptado. 5 ΡΕ1135999

Sumário do Invento 0 presente invento resolve os problemas aqui anteriormente referidos e o seu objectivo consiste em proporcionar um método e um aparelho de congelação super-rápida que permitem uma uniforme, rápida e instantânea congelação de um objecto-a-ser-congelado, em que não existe a necessidade de processos de tratamento anterio-res/posteriores nem diferença na transmissão interna de frio à porção interior do objecto, permitindo a sua armazenagem de longa duração ao mesmo tempo que mantêm a frescura de ingredientes alimentares e de produtos alimentares dentro de elevados padrões de qualidade, e permitindo também a armazenagem em estado de congelação e a preservação de células vivas. A fim de cumprir com o objectivo aqui anteriormente referido, o método de congelação super-rápida de acordo com um aspecto do presente invento compreende uma etapa de congelação super-rápida que consiste em fazer com que a temperatura circundante de um objecto-a-ser-congelado desça até um valor compreendido entre -30°C e -100°C, ao mesmo tempo que se aplica um campo magnético unidireccional ao referido objecto-a-ser-congelado.

De acordo com esta estrutura, um campo magnético unidireccional é aplicado ao referido objecto-a-ser-congelado durante a congelação super-rápida do objecto colocado, por exemplo, num armário de congelação. Por con- 6 ΡΕ1135999 seguinte, este campo magnético faz com que seja possível dirigir nua direcção o momento magnético que é provocado pelo spin (momento angular intrínseco) electrónico ou spin (momento angular intrínseco) nuclear das moléculas de que é constituído o objecto-a-ser-congelado e das moléculas de água nele contidas. Por conseguinte, o frio pode ser transmitido muito rapidamente à porção interior do objecto-a-ser-congelado. isto é, a diferença entre a temperatura interna e a temperatura externa no interior do objecto-a-ser-congelado que ocorre durante o arrefecimento, isto é, a falta de uniformidade no arrefecimento, pode ser consideravelmente diminuída para realizar um arrefecimento rápido. Por conseguinte, a congelação ocorre inteiramente de uma maneira uniforme e simultânea, e não tem início a partir da superfície exterior. Também, uma vez que a congelação não tem início a partir da superfície exterior do objecto-a-ser-congelado, não se vai formar uma camada congelada exterior que iria inibir a transmissão de calor, e por isso é possível realizar uma eficaz transmissão de frio para a porção interior do objecto. Isto resulta numa considerável aceleração da velocidade de arrefecimento da porção interior do objecto. Por conseguinte, o período de tempo compreendido entre o início e o fim da congelação pode ser reduzido a um valor extremamente curto em qualquer ponto do objecto-a-ser-congelado.

Além disso, uma vez que o arrefecimento é feito ao mesmo tempo que se aplica um campo magnético ao objecto-a-ser-congelado, a água livre presente no interior do 7 ΡΕ1135999 objecto-a-ser-congelado pode ser levada a assumir um estado de super-arrefecimento (nesse caso, conforme será descrito mais adiante, uma vez que as dimensões dos agregados de água livre são reduzidas pela acção do campo magnético e a estrutura de hidratação é formada por promoção de reacção de hidratação para o substrato de alimentos, é reduzida a quantidade de água livre no interior do objecto-a-ser-congelado, e vai ainda ser mais promovido o super-arref ecimento) . Um arrefecimento suplementar irá fazer com que a água livre super-arrefecida vá começar a congelar, mas, uma vez que já foi retirada uma quantidade de calor equivalente ao calor latente para a formação de gelo, a congelação irá prosseguir rapidamente, e por conseguinte o período de tempo compreendido entre o início e o fim da congelação pode ser reduzido a um valor extremamente curto.

Em consequência disso, os anteriormente referidos dois efeitos fazem com que seja possível passar através da gama de temperaturas de valor compreendido entre 0°C e -20°C, em que os cristais de gelo têm aptidão para crescer durante a congelação, durante um período de tempo extremamente curto. Por conseguinte, os cristais de gelo da água livre são impedidos de crescer muito, indo por isso formar-se cristais de gelo com dimensões muito reduzidas. Por conseguinte, uma vez que os cristais de gelo são extremamente pequenos, é possível impedir a destruição da estrutura celular do objecto-a-ser-congelado durante a congelação, impedir que ocorra gotejamento por ocasião da descongelação e preservar a frescura dentro de elevados padrões de quali- ΡΕ1135999 dade. 0 que irá ser dito a seguir irá explicar a razão pela qual se consegue atingir um estado de super-arrefecimento através da aplicação de um campo magnético e a razão pela qual o periodo de tempo compreendido entre o inicio e o fim da congelação pode ser reduzido a um valor extremamente curto.

As actividades térmicas das moléculas do objecto-a-ser-congelado e das moléculas de água livre que existem no interior do objecto-a-ser-congelado irão enfraquecer quando estas sofrem um arrefecimento, e por esse motivo a temperatura do objecto-a-ser-congelado irá baixar (uma vez que as principais actividades térmicas são a vibração de distensão e a vibração de deformação das ligações entre os átomos de que são constituídas as moléculas, e vibrações térmicas provocadas por actividades térmicas moleculares, como por exemplo os movimentos de translação e de rotação das moléculas, as actividades irão daqui em diante ser definidas como vibrações térmicas). Quando a temperatura passa para uma gama de baixas temperaturas inferiores a 0°C, as vibrações térmicas tornam-se menores. No entanto, devido à precessão do spin electrónico ou spin nuclear, a vibração térmica provocada pelo spin electrónico ou spin nuclear torna-se dominante, e as vibrações térmicas provocadas pelas actividades térmicas moleculares são impedidas de ser reduzidas. Do mesmo modo, os movimentos orbitais dos electrões que contribuem para as ligações interatómicas 9 ΡΕ1135999 também sofrem uma precessão e a influência provocada por esse movimento também deve ser tido em consideração. De uma maneira geral, estas influências são mutuamente anuladas pelo spin dos electrões emparelhados ou pelos spins nucleares, e por esse motivo esse movimento tem pouca influência sobre a vibração térmica. Por conseguinte, uma vez que a vibração é mantida com um valor baixo, a posição das moléculas de água livre é fixada de acordo com a ligação de hidrogénio, e são formados cristais de gelo. Por outras palavras, dá-se inicio à congelação.

No entanto, quando é aplicado um campo magnético, uma vez que o momento magnético do spin electrónico ou do spin nuclear fica alinhado numa direcção, será fácil unificar a direcção do eixo de precessão do spin electrónico ou do spin nuclear. Por conseguinte, a influência do spin electrónico ou do spin nuclear sobre a vibração térmica não pode ser mutuamente anulada, e a vibração térmica é reforçada e aumentada pelo spin electrónico ou pelo spin nuclear. Por conseguinte, mesmo quando a temperatura desce até um valor em que se dá geralmente início à congelação, a vibração da ligação de hidrogénio que actua entre as moléculas de água das moléculas de água livre ainda é bastante grande para fixar a ligação de hidrogénio e transformá-la em gelo, e em vez disso a água livre vai assumir um estado de super-arrefecida. Isto é, apesar de uma quantidade de calor equivalente ao calor latente requerido para a solidificação já ter sido removida, a água livre não se pode transformar em água e vai manter-se numa forma de água ins- 10 ΡΕ1135999 tável. Quando a temperatura desce ainda mais até um valor em que a vibração se torna inferior a um certo nível, ou, quando o campo magnético é aliviado e a influência do spin electrónico ou do spin nuclear sobre a vibração térmica é mutuamente anulada, a fim de fazer descer bruscamente o nível da vibração, que tinha impedido que a congelação tivesse podido ocorrer, abaixo de um certo nivel, a posição das moléculas é fixada de acordo com a ligação de hidrogénio e a congelação progride imediatamente. Por conseguinte, o período de tempo compreendido entre o início e o fim da congelação é reduzido a um período de tempo extremamente curto.

Considera-se que, de acordo com o mecanismo aqui anteriormente referido, será possível atingir um estado de super-arrefecimento através da aplicação de um campo magnético e encurtar extremamente o período de tempo compreendido entre o início e o fim da congelação.

Além disso, em geral, os agregados de água formam ligações de hidrogénio com grupos polares que ficam voltados para o lado de fora a partir da superfície exterior de uma estrutura terciária que é a mais pequena unidade de proteínas ou de hidratos de carbono de que é constituído o objecto-a-ser-congelado, e os agregados transformam-se em água ligada (uma estrutura terciária é uma estrutura substancialmente esférica formada mediante enrolamento linearmente vários aminoácidos). No entanto, a aplicação de um campo magnético vai fazer com que os agregados de água, que 11 ΡΕ1135999 são agregados de moléculas de água livre, se vão dividir em grupos mais pequenos (estes serão daqui em diante referidos pela designação de pequenos agregados). Por conseguinte, os pequenos agregados vão-se fixar de uma maneira compacta e uniforme à superfície exterior das estruturas terciárias para formar uma camada quase-monomolecular de água ligada e cobrir a superfície de maneira semelhante a um invólucro, isto é, os pequenos agregados vão-se fixar à totalidade da superfície exterior de uma maneira uniforme, semelhante a uma camada monomolecular, para formar um invólucro de água ligada. Além disso, sobre esta camada monomolecular, isto é, primeira camada de água ligada, as moléculas de água são ligadas por uma força intermolecular, e é formada uma estrutura de hidratação de uma segunda camada e de uma terceira camada. Por conseguinte, esta estrutura de hidratação formada pelo invólucro de água ligada, impede que as estruturas terciárias, isto é, o objecto-a-ser-congelado, sejam oxidadas, e a frescura pode ser preservada dentro de elevados padrões de qualidade.

Uma vez que a água ligada se acha fortemente ligada às estruturas terciárias, o ponto de congelação da água ligada vai descer até ficar dentro da gama de valores compreendidos entre -10 e -100°C. Portanto, de uma maneira geral, a água ligada é água que não congela. Através da formação de pequenos agregados, a água livre é ligada inteiramente à superfície exterior da estrutura terciária, e portanto a água livre é transformada em água ligada. Por conseguinte, a quantidade absoluta de água livre é reduzi- 12 PE1135999 da, e é possível indirectamente fazer com que os cristais de água livre não cresçam de modo a ficarem com dimensões muito grandes.

Além disso, uma vez que a temperatura circundante é fixada dentro da gama de valores compreendidos entre -30 e -100°C, é possível vantajosamente impedir a ocorrência de oxidação na superfície do objecto-a-ser-congelado, ao mesmo tempo que se impede um arrefecimento excessivo. Se a temperatura for superior a -30°C, não é possível impedir a progressão da oxidação mesmo que o objecto se encontre num estado congelado; se ela descer abaixo de -100°C, os custos de funcionamento requeridos para o ciclo de refrigeração irão apenas aumentar uma vez que o progresso de oxidação já não irá sofrer qualquer retardamento, o que não seria económico .

No método de congelação super-rápida de acordo com um aspecto do presente invento, a intensidade do campo magnético unidireccional pode flutuar em torno de um valor de referência fixo arbitrário, nos sentidos positivo e negativo, dentro de uma predeterminada gama de valores. De acordo com esta configuração, uma vez que o campo magnético flutua durante o arrefecimento rápido do objecto-a-ser-congelado, será possível reduzir a reacção contra a acção do campo magnético estático, isto é, reduzir o efeito contrário ao campo estático, e permitir que os efeitos provocados pela aplicação do campo magnético possam actuar de uma forma eficaz. 13 ΡΕ1135999

Além disso, devido ao facto do campo magnético flutuar, o fluxo magnético é alterado e no interior do objecto-a-ser-congelado ocorre uma indução electromagnéti-ca. Portanto, a força electromotriz induzida provocada pela indução electromagnética vai gerar electrões livres no interior do objecto. 0 próprio objecto-a-ser-congelado é reduzido por estes electrões livres e é impedido de sofrer oxidação. Os electrões livres vão ser dados às moléculas de água e às moléculas de oxigénio presentes no interior do armário de congelação, e estas vão transformar-se respecti-vamente em água dotada de electrões (H20e) e em anião supe-róxido (02~) . A água dotada de electrões e o anião superó-xido produzem radicais como por exemplo radicais hidróxi (da espécie de oxigénio activo ·ΟΗ), e a membrana das células de micróbios, como por exemplo bactérias, pode ser destruída por estes radicais hidróxi. Por conseguinte, é possível limitar o número de bactérias vivas.

Além disso, no método de congelação super-rápida de acordo com um aspecto do presente invento, o arrefecimento do objecto-a-ser-congelado pode ser provocado por uma corrente de ar frio tendo uma velocidade de valor compreendido entre 1 m/s e 5 m/s, e à corrente de ar frio pode ser sobreposta uma onda sonora na gama das frequências áudio. De acordo com esta configuração, uma vez que à corrente de ar frio que contacta com o objecto-a-ser-congelado são sobrepostas ondas sonoras, a ligeira alteração na pressão de ar provocada pelas ondas sonoras pode agitar de maneira eficaz uma camada limítrofe de ar que é formada junto à 14 ΡΕ1135999 superfície do objecto-a-ser-congelado ou à superfície de um recipiente dentro do qual é colocado o objecto-a-ser-congelado e que inibe a transmissão de calor. Por conseguinte, a transmissão de calor é melhorada e a velocidade do arrefecimento do objecto-a-ser-congelado provocado pelo ar frio é acelerada, indo desse modo permitir que a temperatura desça rapidamente. Em resultado disso, a gama de temperaturas de valor compreendido entre 0 e -20°C, em que os cristais de gelo da água livre se tornam volumosos, é atravessada num curto período de tempo. Por conseguinte, os cristais de gelo são impedidos de crescer de maneira a atingirem dimensões muito grandes.

Além disso, devido à utilização de ondas sonoras na gama das frequências áudio, é possível restringir a oxidação da superfície do objecto-a-ser-congelado sem provocar destruição do invólucro de água ligada formado na superfície do objecto-a-ser-congelado. Por outras palavras, é possível impedir que o invólucro de água ligada formado na superfície do objecto-a-ser-congelado se rasgue, o que iria acontecer se a frequência fosse demasiado elevada, como por exemplo na gama dos ultra-sons.

Além disso, uma vez que a velocidade da corrente de ar frio se acha na gama de valores compreendidos entre 1 e 5 m/s, a transmissão de calor será obtida por convecção. Portanto será possível acelerar a velocidade de arrefecimento, impedir que o invólucro de água ligada formado na superfície do objecto-a-ser-congelado se evapore e impedir 15 ΡΕ1135999 a ocorrência de oxidação na superfície do objecto-a-ser-congelado. Isto é, se a velocidade da corrente de ar frio for muito baixa, a transmissão de calor entre o ar frio e o objecto-a-ser-congelado irá ser muito pequena, fazendo com que seja impossível que a temperatura desça de uma maneira suficientemente rápida para promover a congelação; mas uma vez que a velocidade da corrente de ar frio é igual ou superior a 1 m/s esse problema pode ser evitado até ao máximo. Por outro lado, se a velocidade da corrente de ar for superior a 5 m/s, o invólucro de água irá evaporar-se e a superfície do objecto-a-ser-congelado irá ficar exposta, provocando a oxidação da superfície; mas uma vez que a velocidade da corrente de ar é igual ou inferior a 5 m/s este problema também pode ser evitado.

Além disso, no método de congelação super-rápida de acordo com um aspecto do presente invento, um campo eléctrico pode ser aplicado ao ob jecto-a-ser-congelado. De acordo com esta configuração, o campo eléctrico irá fazer com que vão ser dados electrões às moléculas de água e às moléculas de oxigénio presentes no interior do armário de congelação e estas vão transformar-se respectivamente em água dotada de electrões (H20e) e em anião superóxido (02“) . A água dotada de electrões e o anião superóxido produzem radicais como por exemplo radicais hidróxi, e a membrana das células de micróbios, como por exemplo bactérias, é destruída por estes radicais hidróxi. Portanto, através da aplicação de um campo eléctrico durante a congelação é possível reduzir extremamente o número de bactérias vivas, e 16 ΡΕ1135999 restringir a putrefacção dos objectos-a-ser-congelados.

Um aparelho de congelação super-rápida de acordo com outro aspecto do presente invento compreende um armário de congelação capaz de fazer com que a temperatura interna que circunda o objecto-a-ser-congelado desça até um valor compreendido entre -30°C e -100°C; e uns meios de geração de campo magnético próprios para aplicar um campo magnético unidireccional ao referido objecto-a-ser-congelado que se acha colocado no interior do armário de congelação.

Os meios de geração de campo magnético podem ser uns meios de geração de campo magnético flutuante que sejam capazes de aplicar um campo magnético flutuante em que a intensidade do campo magnético unidireccional flutua em torno de um valor de referência, que é um valor fixo arbitrário, nos sentidos positivo e negativo, dentro de uma predeterminada gama de valores. Os meios de geração de campo magnético flutuante podem ser constituídos por uns meios de geração de campo magnético estático capazes de aplicar um campo magnético estático tendo uma intensidade do valor fixo arbitrário, e por uns meios de geração de campo magnético dinâmico capazes de aplicar um campo magnético flutuante que flutua dentro da predeterminada gama de valores. De acordo com esta configuração, uma vez que os meios de geração de campo magnético flutuante são constituídos por meios de geração de campo magnético estático e por meios de geração de campo magnético dinâmico separados, os meios de geração de campo magnético podem ser escolhidos mais livre- 17 PE1135999 mente. 0 aparelho de congelação super-rápida de acordo com o aspecto aqui anteriormente referido pode ser dotado de uns meios de ventilação capazes de fazer com que no interior do armário de congelação vá passar uma corrente de ar frio que vai incidir sobre o objecto-a-ser-congelado a uma velocidade de valor compreendido entre 1 e 5 m/s, e uns meios de geração de ondas capazes de sobrepor no seio da corrente de ar frio que é posta a circular pelos meios de ventilação uma onda sonora na gama das frequências áudio. Além disso, o aparelho de congelação super-rápida pode compreender uns meios de geração de campo eléctrico capazes de aplicar um campo eléctrico ao objecto-a-ser-congelado. Os meios de geração de campo eléctrico podem compreender pelo menos um par de eléctrodos que são dispostos de maneira a ficarem colocados um num lado e outro noutro lado do referido ob jecto-a-ser-congelado que se acha colocado no interior do referido armário de congelação, e um gerador de diferença de potencial capaz de aplicar uma diferença de potencial eléctrico entre os eléctrodos. 0 armário de congelação pode ter umas paredes de câmara de congelação que definem o espaço de uma câmara, uns meios de absorção de raios infravermelhos longínquos que são dispostos na superfície interior das paredes da câmara de congelação, e uns isoladores térmicos que circundam as paredes da câmara de congelação. De acordo com esta configuração, os meios de absorção de raios infravermelhos 18 ΡΕ1135999 longínquos irão absorver o calor radiante do objecto-a-ser-congelado, e por conseguinte a velocidade de arrefecimento pode ser acelerada. Os isoladores térmicos também contribuem para manter a temperatura da câmara, e por conseguinte a eficácia do arrefecimento é aumentada. Além disso, no que diz respeito aos meios de geração de campo magnético estático, é possível utilizar imanes permanentes que se acham colocados na superfície exterior das paredes da câmara de congelação e que geram no interior da câmara um campo magnético estático. No que diz respeito aos meios de geração de campo magnético dinâmico é possível proporcionar bobinas electromagnéticas que se acham colocadas no lado de fora e na parte lateral das paredes da câmara de congelação e que geram um campo magnético que flutua de um lado para o outro contra o campo magnético estático, no interior da câmara. De acordo com esta configuração, uma vez que na qualidade de meios de geração de campo magnético estático são utilizados imanes permanentes, é possível reduzir a capacidade da bobina electromagnética que gera o campo magnético flutuante, baixar os custos globais do aparelho de congelação super-rápida e reduzir também o consumo de energia. Proporcionando as bobinas electromagnéticas no lado de fora das paredes da câmara de congelação é também possível impedir a inibição de arrefecimento no interior da câmara, que de outro modo iria ser provocada pelo aquecimento das bobinas electromagnéticas. 19 ΡΕ1135999

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Fig. 1 é uma vista em alçado frontal que representa um modo de realização de um aparelho de congelação super-rápida de acordo com o presente invento; a Fig. 2 é uma vista esquemática que representa uma secção central de um armário de congelação; a Fig. 3 é uma representação gráfica de comparação entre a velocidade de arrefecimento de um aparelho de congelação super-rápida de acordo com o presente invento e a velocidade de arrefecimento de um aparelho de congelação rápida convencional; e a Fig. 4 é uma vista esquemática que representa uma secção central de um modo de realização modificado de um aparelho de congelação super-rápida de acordo com o presente invento.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DOS MODOS DE REALIZAÇÃO PREFERIDOS

Um modo de realização preferido do presente invento irá em seguida ser descrito de uma maneira pormenorizada com referência aos desenhos anexos. A Fig. 1 é uma vista em alçado frontal que representa um modo de realização de um aparelho de congelação super-rápida de acordo com o presente invento, e a Fig. 2 é uma vista esquemática de uma secção central de um armário de congelação. A Fig. 3 é 20 ΡΕ1135999 uma representação gráfica de comparação entre a velocidade de arrefecimento de um aparelho de congelação super-rápida de acordo com o presente invento e a velocidade de arrefecimento de um aparelho de congelação rápida convencional.

Como se pode ver através da observação da Fig. 1 e da Fig. 2, o aparelho de congelação super-rápida 1 do presente invento compreende: um armário de congelação 11 capaz de realizar uma temperatura interior de valor compreendido entre -30°C e -100°C; um gerador de campo magnético flutuante 21, na qualidade de meios de geração de campo magnético flutuante, que aplica na porção central de uma câmara do armário de congelação 11 um campo magnético flutuante, em que o campo magnético flutuante flutua 5 Gs nos sentidos positivo e negativo em torno de um valor de referência de 100 Gs tomado como um valor fixo arbitrário; ventiladores 31, na qualidade de meios de ventilação, que fazem circular uma corrente de ar frio no interior do armário de congelação 11 a uma velocidade de valor compreendido entre 1 e 5 m/s; um gerador de ondas sonoras 41, na qualidade de meios de geração de ondas sonoras, que vai sobrepor no seio da corrente de ar frio que é posta a circular pelos ventiladores 31 uma onda sonora com um nivel de pressão sonora de 2 Pa e na gama das frequências áudio, e tendo uma energia de 10“2 W/m2; e um gerador de campo eléctrico 51, na qualidade de meios de geração de campo eléctrico, que vai aplicar na porção central do armário de congelação 11 um campo eléctrico de valor compreendido entre 100 e 1.000 kV/m. 21 ΡΕ1135999 0 armário de congelação 11 é constituído por um corpo 13, fechado de forma estanque, de forma substancialmente rectangular e tendo uma porta 13c, e por um congelador 17 para arrefecer o corpo 13. 0 congelador 17 utiliza um ciclo de refrigeração em que um compressor 17a, um condensador 17b, um tubo capilar (válvula de expansão) 17c e um evaporador (vaporizador) 17d se encontram circularmente ligados uns aos outros, em que um agente de refrigeração vai circular através destes elementos. 0 evaporador 17d, que gera ar frio, e o tubo capilar 17c são colocados no interior de uma câmara do corpo 13, ao passo que o compressor 17a e o condensador 17b são colocados no lado de fora da câmara. 0 corpo 13 tem uma estrutura de parede dupla compreendendo paredes 13a da câmara de congelação que definem o espaço de câmara interior com as dimensões de 1,0 m de comprimento x 1,5 m de altura x 0,8 m de largura, e paredes exteriores 13b que circundam as paredes da câmara a uma certa distância em relação a estas para definir uma porção exterior. Entre as paredes exteriores 13b e as paredes 13a da câmara de congelação são dispostos uns isoladores térmicos, que não se acham representados, e toda a superfície interior das paredes da câmara de congelação é revestida com um material de absorção de raios infravermelhos longínquos, que não se acha representado, a fim de aumentar a eficácia de arrefecimento no interior da câmara. No presente modo de realização são utilizadas placas de alumínio 22 ΡΕ1135999 como paredes 13a da câmara de congelação e a totalidade da sua superfície interior é revestida com um material cerâmico tendo um coeficiente de absorção de raios infravermelhos longínquos de 95%. No entanto é possível fixar placas de absorção de raios infravermelhos longínquos na superfície interior das paredes.

Substancialmente no centro da câmara encontra-se localizado um conjunto 19 de prateleiras sobre as quais são colocados os objectos-a-ser-congelados, como por exemplo ingredientes alimentares/produtos alimentares. O conjunto de prateleiras 19 é constituído por uma armação de suporte 19a que por sua vez é constituída por umas sub-armações substancialmente em forma de "U" que são colocadas de forma oposta, em posições anteriores e posteriores, e que são ligadas entre si por meio de uns elementos em forma de barra, como por exemplo cantoneiras, e por uns tabuleiros 19b que são suportados por uns elementos de apoio 19c que são fixados na armação de suporte 19a a intervalos apropriados na direcção da altura. Os objectos-a-ser-congelados 3 são colocados nesses tabuleiros 19b. Os tabuleiros 19b vão apoiar-se de forma amovível nos elementos de apoio 19c de maneira a determinarem a formação de uma pluralidade de prateleiras que podem ser removidas/fixadas na armação de suporte 19a.

Na figura, o evaporador 17d anteriormente descrito acha-se disposto no lado direito do conjunto de prateleiras 19. 0 evaporador 17d é formado por um tubo de cobre 23 ΡΕ1135999 que é dobrado várias vezes, e a câmara é arrefecida pelo calor latente de evaporação do agente de refrigeração que circula através do evaporador. Isto é, o evaporador 17d gera o ar frio que circula no interior da câmara e acha-se ciclicamente ligado aos anteriormente referidos compressor 17a e condensador 17b, que se acham colocados no lado de fora da câmara, e ao tubo capilar 17c por meio de tubagens, a fim de construir o ciclo de refrigeração capaz de realizar a temperatura interior da câmara, de valor compreendido entre -30°C e -100°C.

Os ventiladores 31, na qualidade de meios de ventilação, são dispostos entre o evaporador 17d e o conjunto de prateleiras 19, a fim de fazerem circular o ar frio no interior da câmara. Os ventiladores 31 fazem com que o ar frio, arrefecido pelo evaporador 17d, se vá escoar horizontalmente em direcção aos objectos-a-ser-congelados 3 colocados no conjunto de prateleiras 19, por meio de pás 31a que são postas a rodar por meio de motores ou semelhantes. A fim de fazer com que o ar frio se vá escoar em direcção aos objectos-a-ser-congelados 3 a uma velocidade uniforme, uma pluralidade de ventiladores 31 é disposta a intervalos apropriados tanto na direcção da altura como na direcção do comprimento. É possível regular a velocidade da corrente de ar frio de maneira a que a velocidade no local onde se encontram colocados os objectos-a-ser-congelados 3 se encontre dentro da gama de valores compreendidos entre 1 e 5 m/s. Esta velocidade é determinada principalmente de acordo com o tipo dos objectos-a-ser-congelados. 24 ΡΕ1135999

Devido ao facto da velocidade da corrente de ar frio se achar dentro da gama de valores compreendidos entre 1 e 5 m/s, a transmissão de calor irá ser feita por convecção. Por conseguinte será possível acelerar a velocidade de arrefecimento, impedir que o invólucro de água ligada formado na superfície do objecto-a-ser-congelado se evapore e impedir a ocorrência de oxidação na superfície do objecto-a-ser-congelado. Isto é, se a velocidade da corrente de ar frio for muito baixa, a transmissão de calor por convecção não será eficaz, e a transmissão de calor entre o ar frio e o objecto-a-ser-congelado irá ser muito pequena, fazendo com que seja impossível que a temperatura desça de uma maneira suficientemente rápida para promover a congelação; mas uma vez que a velocidade da corrente de ar frio é igual ou superior a 1 m/s esse problema pode ser evitado até ao máximo. Por outro lado, se a velocidade da corrente de ar for superior a 5 m/s, o invólucro de água ligada irá evaporar-se e a superfície do objecto-a-ser-congelado irá ficar exposta, provocando a oxidação da superfície; mas uma vez que a velocidade da corrente de ar é igual ou inferior a 5 m/s este problema também pode ser evitado. 0 próprio ar frio vai ser aquecido ao mesmo tempo que arrefece o objecto-a-ser-congelado 3. Desse modo vai formar-se um trajecto de circulação em que, após contacto com o objecto-a-ser-congelado 3, o ar sobe ao longo da superfície da parede da câmara de congelação no outro lado da câmara, é transferido ao longo da superfície do tecto e ao longo da superfície da parede da câmara de congelação 25 ΡΕ1135999 situada no lado do congelador 17 e regressa ao evaporador 17d. 0 gerador de ondas sonoras 41 acha-se disposto por debaixo da superfície do tecto que é uma parte do ante-riormente referido trajecto de circulação. Este gerador de ondas sonoras 41 é um dispositivo que gera ondas sonoras provocando a vibração do ar através da vibração de uma bobina electromagnética (não representada) ligada a uma fonte de fornecimento de corrente eléctrica alterna comercial de 50 ou 60 Hz. A onda sonora é um som de baixa frequência na largura de banda das frequências áudio e sendo de 50/60 Hz tal como o período da fonte de fornecimento de corrente eléctrica alterna comercial, e das suas harmónicas múltiplas inteiras. As ondas sonoras são sobrepostas no seio da corrente de ar frio posta em circulação e vão assim entrar em contacto com o objecto-a-ser-congelado 3. As ondas sonoras provocam uma ligeira alteração na pressão do ar, de maneira a agitar uma camada limítrofe de ar que se acha formada em torno da superfície do objecto-a-ser-congelado 3 ou na superfície do tabuleiro 19b no qual se encontra colocado o objecto-a-ser-congelado 3 e que inibe a transmissão de calor. Por conseguinte, a transmissão de calor é melhorada.

Graças à utilização de ondas sonoras na gama das frequências áudio é possível impedir a ocorrência de oxidação na superfície do objecto-a-ser-congelado 3 sem provocar a destruição do invólucro de água ligada formado na super- 26 ΡΕ1135999 fície do objecto-a-ser-congelado 3. Isto é, é possível impedir que o invólucro de água ligada formado na superfície do objecto-a-ser-congelado 3 se rasgue, que iria ocorrer se a frequência fosse demasiado alta, como por exemplo na gama dos ultra-sons.

Além disso, no que diz respeito à onda sonora, é desejável aplicar uma gama de valores compreendidos entre 2 x 1CT4 Pa no nível de pressão sonora com uma energia de 10“10 W/m2 e 60 Pa no nível de pressão sonora com uma energia de 10 w/m2. A manutenção do nível dentro desta gama irá permitir a prevenção da rasgadura do invólucro de água ligada, a prevenção da emissão de ruídos e uma eficaz agitação da camada limítrofe de ar. O gerador de campo eléctrico 51 compreende pla-cas-eléctrodo que são dispostas por cima de cada um dos tabuleiros 19b do conjunto de prateleiras 19; uma placa-eléctrodo disposta por debaixo do tabuleiro 19b que ocupa a posição mais baixa; um gerador de diferença de potencial de corrente alterna de alta tensão 51c que se acha ligado a todas as anteriormente referidas placas-eléctrodo para aplicar uma diferença de potencial de alta tensão alterna, isto é, uma diferença de potencial de corrente alterna de alta tensão; e uma ligação à terra 51d que se acha ligada às placas-eléctrodo que não se acham ligadas ao gerador de diferença de potencial de corrente alterna de alta tensão 51c. Os eléctrodos acham-se divididas num grupo de primeiras placas-eléctrodo 51a às quais é aplicada uma diferença 27 ΡΕ1135999 de potencial de corrente alterna de alta tensão pelo gerador de diferença de potencial de corrente alterna de alta tensão 51c e num grupo de segundas placas-eléctrodo 51b que se acham ligadas à terra através da ligação à terra 51d, encontrando-se estes dois grupos dispostos alternadamente na direcção vertical. Quando às primeiras placas-eléctrodo é aplicada uma diferença de potencial de corrente alterna de alta tensão vai gerar-se um campo eléctrico nos espaços existentes entre cada uma das primeiras placas-eléctrodo e as segundas placas-eléctrodo opostas a cada uma das primeiras placas-eléctrodo pelos seus lados de cima e de baixo, pelo que o sentido do campo eléctrico é invertido periodicamente. 0 campo eléctrico é aplicado na direcção vertical contra os objectos-a-ser-congelados 3 que se acham colocados nos tabuleiros 19b localizados em cada um desses espaços . Neste caso, uma vez que as primeiras e as segundas placas-eléctrodo se acham dispostas alternadamente, o sentido do campo eléctrico aplicado aos objectos-a-ser-congelados 3 é dirigido no sentido inverso para cada uma das prateleiras verticalmente adjacentes, conforme indicado pelas linhas a tracejado na Fig. 2 (uma vez que às primeiras placas-eléctrodo é aplicada uma diferença de potencial de corrente alterna de alta tensão, o sentido do campo eléctrico indicado por linhas a tracejado é invertido periodicamente). As primeiras placas-eléctrodo 51a são fixadas à armação de suporte 19a com isoladores eléctricos, não representados, dispostos entre elas. Por conseguinte, com excepção do gerador de diferença de potencial de corrente alterna de alta tensão 51c, as placas-eléctrodo 51a 28 PE1135999 acham-se completamente isoladas. As segundas placas-eléctrodo 51b também são fixadas à armação de suporte 19a com isoladores eléctricos, não representados, dispostos entre elas. Por conseguinte, com excepção da ligação à terra 51d, elas acham-se completamente isoladas. A intensidade do campo eléctrico é determinada pela diferença de potencial de corrente alterna de alta tensão aplicada às primeiras placas-eléctrodo 51a e pela distância entre os eléctrodos 51a e os tabuleiros 19b, e é regulada alterando a diferença de potencial de corrente alterna de alta tensão de acordo com o objecto-a-ser-congelado 3, e deve ser fixada dentro de uma gama de valores compreendidos entre 100 e 1.000 kV/m. A diferença de potencial de corrente alterna de alta tensão é regulada de maneira a flutuar sinusoidalmente em função do tempo.

Quando o campo eléctrico é aplicado no interior do armário de congelação, vão ser dados electrões às moléculas de água e às moléculas de oxigénio presentes no interior do armário de congelação e estas vão transformar-se respectivamente em água dotada de electrões (H2Oe) e em anião superóxido (02~) . A água dotada de electrões e o anião superóxido produzem radicais como por exemplo radicais hidróxi, e a membrana das células de micróbios, como por exemplo bactérias, é destruída por estes radicais hidróxi. Portanto, através da aplicação de um campo eléctrico durante a congelação é possível realizar um efeito bacteriostático, impedir a putrefacção dos objectos-a-ser- 29 ΡΕ1135999 congelados 3 e melhorar a qualidade. Apesar das células situadas na superfície do objecto-a-ser-congelado 3 também serem destruídas pelos radicais hidróxi, esta quantidade acha-se a um nível desprezável face ao número total de células do objecto-a-ser-congelado 3. 0 campo eléctrico deve achar-se dentro da gama de valores compreendidos entre 100 e 1.000 kv/m porque se for inferior a 100 kV/m o número de radicais hidróxi produzidos será muito baixo e o efeito bacteriostático irá enfraquecer, e se for superior a 1.000 kv/m irá haver uma tendência para a ocorrência de descarga eléctrica. Na prática será apropriada uma gama de valores compreendidos entre 2 e 60 kV/m. O gerador de campo magnético flutuante 21 compreende um gerador de campo magnético estático 21a que aplica um campo magnético estático na porção central da câmara do armário de congelação 11; e um gerador de campo magnético dinâmico 21b que aplica um campo magnético dinâmico na porção central da câmara, em que o campo magnético flutua nos sentidos positivo e negativo em torno do campo magnético estático com uma amplitude que chega a 5% da intensidade do campo magnético estático. O gerador de campo magnético estático 21a é um íman permanente 21a que é feito a partir de uma placa de ferrite tendo uma intensidade de 1.500 Gs e transformada numa tira de 1,0 m x 0,1 m x 0,05 m. Um dos comprimentos tem uma polaridade do pólo N e o outro comprimento tem uma polaridade do pólo S. Uma pluralidade 30 ΡΕ1135999 de imanes permanentes 21a é disposta a intervalos apropriados na superfície exterior de uma parede lateral das paredes 13a da câmara de congelação com o lado do pólo-N voltado para cima. Os imanes são dispostos nas superfícies exteriores das outras três paredes laterais de maneira a que a polaridade vá ficar dirigida no mesmo sentido. Portanto irá ser aplicado um campo magnético estático vertical aos objectos-a-ser-congelados 3 colocados no conjunto de prateleiras 19 que se acha colocado na porção central da câmara. No presente modo de realização, o campo magnético estático na porção central da câmara é regulado de modo a ter um valor de 100 Gs fazendo com que os por meio imanes permanentes 21a tenham uma intensidade de 1.500 Gs. No entanto, a intensidade do campo magnético estático pode ser alterada escolhendo de forma apropriada os imanes permanentes. O anteriormente referido efeito provocado por um campo magnético pode ser obtido se a intensidade for maior do que a do magnetismo terrestre (0,3 Gs a 0,5 Gs), e portanto o campo magnético pode ser de qualquer intensidade se tiver um valor igual ou superior a 1 Gs. Por conseguinte, considerando os limites no fabrico dos imanes permanentes, é preferível regular a intensidade dos imanes permanentes de maneira a que esta fique com um valor dentro da gama de valores compreendidos entre 1 e 20.000 Gs. O gerador de campo magnético dinâmico é uma bobina electromagnética 21b que gera um campo magnético quando através dela se faz circular uma corrente eléctrica, e duas destas bobinas são proporcionadas no lado de fora e na par- 31 ΡΕ1135999 te lateral das paredes 13a da câmara de congelação, com a câmara de congelação situada entre elas. Os eixos das bobinas electromagnéticas 21b são dispostos na direcção vertical. Quando uma corrente alterna tendo uma determinada frequência passa através da bobina electromagnética 21b, um campo magnético, que tem a referida frequência e que flutua de um lado para o outro de uma maneira periódica e flutuante, irá ser aplicado na porção central da câmara em paralelo ao anteriormente referido campo magnético. 0 campo magnético estático e o campo magnético flutuante, isto é, o campo magnético dinâmico, são sobrepostos um ao outro, e um campo magnético flutuante irá ser aplicado na porção central da câmara.

Por exemplo, no presente invento, através das bobinas electromagnéticas 21b faz-se passar uma corrente alterna fornecida por uma fonte de fornecimento de corrente eléctrica alterna comercial de 50/60 Hz para gerar um campo magnético dinâmico que flutua ± 5 Gs, que é 5% da intensidade do campo magnético estático. Este campo magnético dinâmico é sobreposto ao campo magnético estático que tem uma intensidade de 100 Gs, e um campo magnético flutuante que flutua dentro da gama de valores compreendidos entre 95 e 105 Gs é aplicado na porção central da câmara. A gama de valores dentro da qual flutua o campo magnético é fixada de maneira a que a amplitude seja de 5% da intensidade do campo magnético estático, isto é, uma gama de 5% nos sentidos positivo e negativo, tomando a 32 ΡΕ1135999 intensidade do campo magnético estático como um valor de referência; mas é mais favorável se a amplitude for maior. No entanto, tendo em consideração o consumo de energia da electromagnética, é prático que a amplitude tenha um valor dentro da gama de valores compreendidos entre 1 Gs e 100 Gs.

Em seguida irá ser feita uma explicação do efeito do campo magnético.

Quando o campo magnético é aplicado ao objecto-a-ser-congelado 3 durante a congelação, o momento magnético, que é provocado pelo spin electrónico ou pelo spin nuclear das moléculas de que é constituído o objecto-a-ser-congelado 3 e das moléculas de água ligada nele contidas, é alinhado numa direcção pelo campo magnético. Portanto o frio é transmitido rapidamente à porção interior do objec-to-a-ser-congelado 3. Isto é, a diferença entre temperatura interna e externa no interior do objecto-a-ser-congelado 3 que ocorre durante o arrefecimento, isto é, a falta de uniformidade no arrefecimento, é consideravelmente reduzida, indo realizar-se um rápido arrefecimento uniforme na porção interior. Do meso modo, uma vez que a congelação não começa a partir da superfície exterior, não irá formar-se uma camada congelada exterior que inibe a transmissão de calor, e por conseguinte pode ser realizada uma eficaz transmissão de frio para a porção interior do objecto, resultando numa considerável aceleração da velocidade de arrefecimento da porção interior. Em resultado disso, a congelação é reali- 33 PE1135999 zada de uma maneira uniforme e simultânea em todas as partes do objecto-a-ser-congelado 3, e o periodo de tempo que decorre entre o momento em que tem inicio a congelação e o momento em que esta termina pode ser reduzido para um valor extremamente curto.

Quando o arrefecimento é realizado ao mesmo tempo que se aplica um campo magnético ao objecto-a-ser-congelado 3, a água livre contida no interior do objecto-a-ser-congelado 3 irá ficar num estado de super-arrefecimento (neste caso, conforme irá ser descrito mais adiante, uma vez que a dimensão dos agrupamentos de água livre é reduzida pela acção do campo magnético e é formada uma estrutura de hidratação por promoção da reacção de hidratação dos agrupamentos no substrato dos alimentos, a quantidade de água livre no interior do objecto-a-ser-congelado é reduzida, e o super-arrefecimento irá ser ainda mais promovido). Um arrefecimento suplementar irá fazer com que se dê início à congelação, mas uma vez que já foi removida uma quantidade de calor equivalente ao calor latente da formação de gelo, a congelação irá prosseguir rapidamente, e por conseguinte a temperatura do objecto-a-ser-congelado 3 irá descer rapidamente.

Em resultado disso, os dois efeitos anteriormente referidos vão em conjunto contribuir para reduzir para um valor extremamente curto o período de tempo que decorre entre o momento em que tem início a congelação e o momento em que esta termina, isto é, vão contribuir para fazer com 34 PE1135999 que a temperatura vá descer de uma maneira suficientemente rápida para fazer com que o periodo de tempo de passagem pela gama de temperaturas de valores compreendidos entre 0 e -20°C, que é aquela em que os cristais de gelo são capazes de crescer, seja um periodo de tempo suficientemente curto. Por conseguinte, os cristais de gelo da água livre são impedidos de crescer de modo a ficarem muito grandes e vão-se formar finos cristais de gelo. Uma vez que os cristais de gelo são muito pequenos, será possivel impedir a destruição da estrutura celular do objecto-a-ser-congelado 3 durante a congelação, impedir que ocorra gotejamento por ocasião da descongelação e preservar a frescura dentro de elevados padrões de qualidade.

De uma maneira geral, os agrupamentos de água formam uma ligação de hidrogénio com grupos polares que ficam voltados para o lado de fora a partir da superfície exterior da estrutura terciária de proteínas de que é constituído o objecto-a-ser-congelado 3, e transformam-se em água ligada. No entanto, a aplicação de um campo magnético vai fazer com que os agregados de água, que são agregados de moléculas de água livre, se vão dividir em grupos mais pequenos. Por conseguinte, os pequenos agregados vão-se fixar de uma maneira compacta e uniforme à superfície exterior da estrutura terciária para formar uma cobertura semelhante a um invólucro. Isto é, os pequenos agregados vão-se fixar à totalidade da superfície exterior de uma maneira uniforme, semelhante a uma camada monomolecular, para formar um invólucro de água ligada. Por conseguinte, o invólu- 35 ΡΕ1135999 cro de água ligada impede que a estrutura terciária, isto é, o objecto-a-ser-congelado 3, seja oxidado, e a frescura pode ser preservada dentro de elevados padrões de qualidade .

Uma vez que a água ligada se acha fortemente ligada à estrutura terciária, o seu ponto de congelação vai descer até ficar dentro da gama de valores compreendidos entre -10 e -100°C. Portanto, de uma maneira geral, a água ligada não vai ser submetida a congelação. Através da formação de pequenos agregados, a água livre é ligada inteiramente à superfície exterior da estrutura terciária, e portanto a maior parte da água livre é transformada em água ligada. Por conseguinte, a quantidade absoluta de áqua livre é reduzida, e é possivel indirectamente fazer com que os cristais de água livre não cresçam de modo a ficarem com dimensões muito grandes.

Uma vez que o campo magnético flutua durante o arrefecimento rápido do objecto-a-ser-congelado, será possivel reduzir a reacção contra a acção do campo magnético estático, isto é, reduzir o efeito contrário ao campo estático, e permitir que os efeitos provocados pela aplicação do campo magnético possam actuar de uma forma eficaz.

Além disso, devido ao facto do campo magnético flutuar, o fluxo magnético é alterado e no interior do objecto-a-ser-congelado ocorre uma indução electromagnéti-ca. Portanto, a força electromotriz induzida provocada pela 36 ΡΕ1135999 indução electromagnética vai gerar electrões livres no interior do objecto. 0 próprio objecto-a-ser-congelado é reduzido por estes electrões livres e é impedido de sofrer oxidação. Além disso, os electrões livres vão ser dados às moléculas de água e às moléculas de oxigénio presentes no interior do armário de congelação, e estas vão transformar-se respectivamente em água dotada de electrões (H20e) e em anião superóxido (02“) . A água dotada de electrões e o anião superóxido produzem radicais como por exemplo radicais hidróxi, e a membrana das células de micróbios, como por exemplo bactérias, pode ser destruída por estes radicais hidróxi. Por conseguinte, é possível limitar o número de bactérias vivas. A seguir são descritos os resultados de testes de comparação entre as características de congelação do ante-riormente descrito aparelho de congelação super-rápida de acordo com o invento e as de um aparelho de congelação rápida convencional. A fim de se poder examinar a diferença entre os aparelhos, foi realizado um teste em que o mesmo objecto-a-ser-congelado foi colocado em cada um dos aparelhos de congelação rápida, utilizando o mesmo padrão de arrefecimento e de congelação para a temperatura da câmara, e arrefecendo-se e congelando-se os objectos-a-ser-congelados até uma tempertura-alvo (-50°C) . Durante o período anteriormente referido foi estimada a alteração na temperatura do núcleo de cada um dos objectos-a-ser-congelados. Os objectos foram 37 ΡΕ1135999 depois armazenados durante 4 meses a -50°C e foi também estimada a qualidade de cada um dos objectos-a-ser-congelados após descongelação.

As condições de teste acham-se representadas na Tabela 1. Os resultados do teste da velocidade de arrefecimento durante o processo de congelação acham-se representados na Tabela 3, enquanto que os resultados do teste de qualidade de cada um dos objectos-a-ser-congelados após descongelação se acham representados na Tabela 2 e na Tabela 3.

Tabela 1 Método e aparelho do presente invento Método e aparelho convencionais Intensidade de campo magnético 100 Gauss nenhum Campo magnético flutuante ± 5 Gauss nenhum Velocidade da Velocidade da corrente de ar o mesmo que o da Aparelho corrente de ar frio 1 m/s esquerda Onda sonora 20 Hz a 2.000 Hz nenhum Campo eléctrico estático Intensidade de campo 6.000 V/cm (diferença de potencial de corrente alterna de alta tensão aplicada) nenhum Temperatura-alvo -50°C (temp. do núcleo do objecto-a-ser-congelado) -50°C (temp. do núcleo do objecto-a-ser-congelado)

Como se pode ver na Fig. 3, o mesmo padrão de arrefecimento é utilizado para as temperaturas da câmara de armário de congelação tanto do aparelho de congelação super-rápida do presente invento como do aparelho de congelação convencional. A temperatura da câmara é regulada a -40°C no inicio do processo de congelação, e vai descendo a 38 ΡΕ1135999 uma velocidade de arrefecimento de l°C/s durante os primeiros 20 minutos, e após 20 minutos a temperatura da câmara é mantida a -60°C.

Através da observação das temperaturas do núcleo dos objectos-a-ser-congelados é possível constatar que as curvas de arrefecimento tanto do aparelho do presente invento como do aparelho convencional dentro da gama de valores compreendidos entre 10°C, que é a temperatura no início da congelação, e -2°C têm exactamente a mesma forma, formando uma curvatura suave com uma queda gradual da temperatura. No entanto, 45 minutos após o início da congelação, em que a temperatura atinge o valor de -2°C, a temperatura do núcleo do objecto-a-ser-congelado colocado no aparelho de congelação super-rápida do presente invento começa a descer rapidamente e atinge o valor de -20°C depois de terem decorrido 58 minutos. Isto é, é necessário apenas um curto período de tempo, neste caso 13 minutos, para passar a gama de temperaturas em que tem início e termina a congelação, isto é, a gama de temperaturas de valores compreendidos entre 0 e -20°C em que os cristais de gelo de água livre crescem transformando-se em cristais volumosos por ocasião da congelação. A temperatura do núcleo do objecto-a-ser-congelado atinge a temperatura-alvo de -50°C nos 15 minutos seguintes, isto é, 70 minutos após o início da congelação. Pelo contrário, apesar disso não se achar representado na figura, no caso do aparelho de congelação rápida convencional a temperatura-alvo de -50°C pode não ser atingida mesmo depois de terem decorrido 180 minu- 39 ΡΕ1135999 tos após o início da congelação. A qualidade dos vários alimentos perecíveis e o número de bactérias vivas depois dos objectos terem sido armazenados durante 4 meses no estado de congelados a -50°C e depois descongelados encontram-se representados na Tabela 2 . É possível constatar que enquanto no caso do aparelho de congelação rápida convencional os objectos apresentam gotejamento, descoloração e emissão de cheiro desagradável, no caso do aparelho de congelação super-rápida do presente invento os objectos não apresentam qualquer sinal desses inconvenientes, e a frescura dos objectos pode ser preservada dentro de elevados padrões de qualidade comparáveis aos que apresentavam no início da congelação. Além disso, no caso do aparelho convencional, o número de bactérias vivas não diminuiu, mas, no caso do aparelho do presente invento, o número de bactérias vivas foi consideravelmente reduzido, e em particular, a E. Coli foi exterminada. ΡΕ1135999 40

Tabela 2 Método e aparelho do presente invento Método e aparelho convencionais Qualidade* Atum Ausência de gotejamento, alteração de cor e cheiro desagradável Presença de gotejamento, alteração de cor e cheiro desagradável Sardinha Ausência de gotejamento, alteração de cor e cheiro desagradável Presença de gotejamento, alteração de cor e cheiro desagradável Porco Ausência de gotejamento, alteração de cor e cheiro desagradável Presença de gotejamento, alteração de cor e cheiro desagradável Número de bactérias E. Coli antes da congelação* 103 103 após a congelação 0 103 Bactérias em geral antes da congelação 103 103 após a congelação* 101 103

* após congelação durante 4 meses a -50°C

Pelo que aqui foi anteriormente dito é fácil de perceber que, de acordo com o presente invento, é possível manter os objectos-a-ser-congelados em boas condições, designadamente de frescura, ao impedir que as células dos objectos sejam destruídas, restringindo a oxidação, exterminando as bactérias vivas e impedindo a putrefacção. Foi confirmado que as vantagens anteriormente referidas também podem ser obtidas através da utilização de condições não representadas na Tabela 1, desde que incluídas no âmbito do presente invento. A título de referência, o mesmo teste foi realizado da mesma maneira para outros ingredientes alimentares, como por exemplo sumos, cujos resultados se acham represen- 41 ΡΕ1135999 tados na Tabela 3. Os resultados obtidos foram excelentes; os sumos e os vinhos não se separaram em água e componente de sumo ou de vinho após congelação e descongelação, e as laranjas e os bolos não apresentaram alterações de aspecto, forma e paladar. No que diz respeito aos sumos e aos vinhos isso deve-se ao facto de em torno de toda a superfície exterior das estruturas terciárias dos componentes dos sumos e do vinho se formar um invólucro de água ligada, permitindo uma fácil hidratação das estruturas terciárias com a água circundante. No que diz respeito às laranjas e aos bolos, os resultados anteriormente referidos foram obtidos porque o invólucro de água ligada formado em torno da superfície exterior da estrutura terciária impede a oxidação, e a água ligada transforma-se e, água livre após a descongelação e dispersa-se na mesma condição como é habitual antes da congelação, isto é, dispersa-se de uma maneira uniforme no interior das laranjas e dos bolos.

Tabela 3 Método e aparelho do presente invento Método e aparelho convencionais Sumos Não separados em água e em componente de sumo Ocorrência de separação Qualidade* Vinhos Não separados em água e em componente de vinho Ocorrência de separação Laranjas Ausência de alteração de cor e de cheiro, ausência de descoloração Deterioração de cor e de cheiro, ligeira descoloração Bolos Ausência de alteração de forma e de paladar Alteração de forma e de paladar

* após congelação durante 4 meses a -50°C A Fig. 4 é uma secção central de um aparelho de 42 PE1135999 congelação super-rápida que é um modo de realização modificado do modo de realização anteriormente descrito.

Neste modo de realização são alteradas a direcção e a disposição da bobina electromagnética, adoptada como o gerador de campo magnético dinâmico no modo de realização anteriormente referido. Uma vez que a estrutura é geralmente a mesma que a do modo de realização anteriormente referido, serão utilizados os mesmos caracteres de referência para os mesmos elementos, e apenas serão explicadas as diferenças.

Conforme se acha representado na figura, no lado de fora da parede superior das paredes 13a da câmara de congelação é proporcionada a existência de uma bobina electromagnética 21c. A bobina electromagnética 21c é disposta de maneira a que o seu eixo fique colocado numa direcção horizontal. Quando se faz passar uma corrente alterna de frequência constante através da bobina, no centro do armário vai ser aplicado um campo magnético flutuante que é perpendicular ao campo magnético estático, isto é, aplicado na direcção horizontal, e que flutua periodicamente de um lado para o outro de uma maneira sinusoidal. Isto é, no centro do armário, o campo magnético estático e o campo magnético dinâmico, que se acha dirigido numa direcção perpendicular ao o campo magnético estático, vão ser aplicados de uma maneira sobreposta.

De acordo com este modo de realização modificado, 43 PE1135999 apesar do momento magnético do spin electrónico ou do spin nuclear das moléculas de água livre no objecto-a-ser-congelado ser dirigido numa direcção pelo campo magnético estático, a direcção do momento magnético é periodicamente alterado e submetido a vibração pelo campo magnético dinâmico perpendicular ao campo magnético estático. Além disso, um campo magnético flutuante é gerado pela indução electro-magnética provocada pelo campo magnético dinâmico, e o dipolo eléctrico da molécula de água é vibrada pelo campo magnético flutuante. Além disso, particularmente, uma vez que a ligação de hidrogénio que trabalha entre as moléculas de água é vibrada e a fixação da ligação de hidrogénio é restringida, o anteriormente referido estado de super-arrefecimento ocorre facilmente.

No modo de realização modificado, um campo magnético dinâmico na direcção horizontal é aplicado a um campo magnético estático na direcção vertical. No entanto, através da aplicação de um campo magnético dinâmico numa direcção diferente da do campo magnético estático, pode ser obtido o anteriormente referido efeito de aumento da vibração da molécula de água. Portanto, a direcção do campo magnético dinâmico não tem que ser perpendicular à direcção do campo magnético estático. Isto é, será apropriado se no objecto-a-ser-congelado for aplicado um campo magnético flutuante, que flutua nos sentidos positivo e negativo a uma predeterminada intensidade numa direcção diferente da de um campo magnético unidireccional. 44 PE1135999 0 que foi anteriormente descrito é uma explanação de um modo de realização do presente invento, e por conseguinte o presente invento não se acha limitado ao modo de realização anterior e podem ser feitas várias modificações desde que não se saia do âmbito das reivindicações. (a) No modo de realização anterior, apesar da camada limítrofe de ar ser agitada por meio da sobreposição de ondas sonoras à corrente de ar frio posta em circulação pelos ventiladores 31, uma variação pulsante na pressão do ar pode ser provocada pelas vibrações das pás 31a dos ventiladores 31, variação essa que tem vantagens semelhantes às que são produzidas pelas ondas sonoras. Portanto, em vez de se amortecer as vibrações das pás 31a, será possível utilizar de forma vantajosa essas vibrações.

Além disso, a onda sonora é gerada pela vibração da bobina electromagnética na qualidade de meios de geração de campo magnético. Apesar dessa onda sonora ser numa gama de frequências baixas tendo um período de 50/60 Hz tal como o período da fonte de fornecimento de corrente eléctrica alterna comercial, e das suas harmónicas múltiplas inteiras, é possível utilizar vantajosamente uma tal onda sonora. No entanto, é desejável que o nível de pressão sonora e a energia da onda sonora se encontrem dentro da gama de valores anteriormente referida. (b) Apesar de no modo de realização anterior campo eléctrico ter sido aplicado na direcção vertical 45 PE1135999 através da disposição de pares de placas-eléctrodo 51a, 51b em oposição uma à outra e verticalmente uma em relação à outra, o invento não se acha limitado a esta configuração desde que um campo eléctrico com uma intensidade de valor compreendido entre 100 e 1.000 kV/m seja aplicado ao objec-to-a-ser-congelado. É possível dispor de forma oposta um par de placas-eléctrodo na direcção lateral e aplicar um campo eléctrico ao objecto-a-ser-congelado 3 na direcção horizontal.

Além disso, no modo de realização anterior, como aparelho de geração de diferença de potencial foi usado um gerador de diferença de potencial de corrente alterna de alta tensão para aplicar uma diferença de potencial de corrente alterna de alta tensão que flutua periodicamente de uma maneira sinusoidal em função do tempo. No entanto o invento pode não estar limitado a esta configuração, e a diferença de potencial eléctrico pode ser periodicamente alterada de uma maneira gradual; ou uma diferença de potencial estática, isto é, uma diferença de potencial eléctrico que não mude periodicamente pode ser provocada através da utilização de um gerador de diferença de potencial de corrente contínua de alta tensão, e pode ser aplicado um campo eléctrico constante. (c) Apesar de no modo de realização anterior o campo magnético ser aplicado na direcção vertical, ele não precisa de estar limitado a essa configuração se ao objec-to-a-ser-congelado 3 for aplicado um campo magnético unidi- 46 ΡΕ1135999 reccional, e portanto pode ser aplicado um campo magnético horizontal. Por exemplo, dispondo os imanes permanentes 21a nas superfícies exteriores das paredes 13a do tecto e do fundo da câmara de congelação e dispondo as bobinas elec-tromagnéticas para o lado de fora em relação aos imanes permanentes de maneira a que os eixos das bobinas fiquem alinhados na direcção horizontal, será possível gerar um campo magnético na direcção horizontal.

Além disso, no modo de realização anterior, um campo magnético flutuante, que flutua + 5% nos sentidos positivo e negativo em torno de um valor de referência que é um valor fixado de maneira arbitrária, é realizado mediante sobreposição de um campo magnético dinâmico que é gerado pelas electromagnéticas e que tem uma intensidade dentro de 5% do campo magnético estático ao campo magnético estático que é gerado pelos imanes permanentes. No entanto, o invento não se acha limitado a este método. É possível utilizar uma estrutura que não use íman permanente. Por exemplo, em vez de a uma fonte de fornecimento de corrente eléctrica alterna comercial 22 é possível ligar a bobina electromagnética 21b a uma fonte de fornecimento de energia eléctrica especial que possa fornecer uma corrente continua com uma intensidade própria para gerar um campo magnético tendo um valor de referência e que possa controlar o valor da corrente contínua de maneira a que esta vá flutuar periodicamente dentro de uma gama de + 5%.

Além disso, apesar de no modo de realização ante- 47 ΡΕ1135999 rior como campo magnético flutuante ter sido usado um campo magnético dinâmico que flutua periodicamente de uma maneira sinusoidal, o invento não tem que estar limitado a este método, e em vez disso pode ser utilizado um campo magnético dinâmico que varie periodicamente de uma maneira gradual . (d) No modo de realização anterior, para construir o ciclo de refrigeração do congelador 17 foram utilizados um compressor 17a, um condensador 17b, um tubo capilar 17c e um evaporador 17d, todos eles geralmente utilizados. No entanto, o invento não tem que estar limitado a esta configuração desde que a temperatura ambiente em torno do objecto-a-ser-congelado (temperatura da câmara) possa descer até valores compreendidos entre -30 e -100°C. (e) No modo de realização anterior, o arrefecimento foi realizado fazendo circular o ar frio no interior da câmara em direcção ao e em torno do objecto-a-ser-congelado, isto é, um corpo gasoso foi usado como agente de refrigeração para arrefecer o objecto-a-ser-congelado. No entanto, desde que a temperatura em torno do objecto-a-ser-congelado possa descer até valores compreendidos entre -30 e -100°C, e se puderem ser realizados os anteriormente descritos processos de pré-congelação e de pós-tratamento é possível utilizar álcoois tais como o metanol e o etanol ou o etileno glicol como agente de refrigeração. Especifica-mente, isto pode ser implementado colocando um recipiente cheio com um agente de refrigeração líquido na porção cen- 48 PE1135999 trai da câmara e congelando o objecto-a-ser-congelado imergindo-o no agente de refrigeração liquido ao mesmo tempo que se aplica um campo magnético, e também um campo eléc-trico se isso for necessário, na porção central da câmara.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

Conforme se pode ver através da leitura da descrição que acaba de ser feita, de acordo com o presente invento, a congelação rápida é realizada fazendo descer a temperatura circundante do objecto-a-ser-congelado até um valor compreendido entre -30 e -100°C ao mesmo tempo que se aplica no objecto um campo magnético unidireccional. Deste modo é possível impedir que as células do objecto-a-ser-congelado sejam destruídas durante o processo de congelação, e impedir a oxidação por meio do invólucro de água ligada formado na superfície exterior das estruturas terciárias de que é composto o objecto-a-ser-congelado. Por conseguinte, é possível conservar a frescura mesmo após a descongelação.

Além disso, uma vez que a temperatura circundante é fixada entre -30°C e -100°C, é possível fazer com que os custos de exploração não aumentem durante o ciclo de refrigeração ao mesmo tempo que se impede de uma maneira eficaz a oxidação da superfície dos objectos-a-ser-congelados. Também é possível fazer com que os custos de exploração se mantenham baixos mesmo durante a congelação-armazenagem. 49 ΡΕ1135999

Deste modo é possível preservar a frescura de um objecto-a-ser-congelado dentro de elevados padrões de qualidade, e fornecer aos consumidores ingredientes alimentares e produtos alimentares de alta qualidade a um baixo preço. Do mesmo modo, uma vez que é possível congelar células do sangue, da pele e do sistema nervoso sem que estas se deteriorem, é possível congelar órgãos usados para transplantes, como por exemplo transplantes biomédicos, sem prejudicar as suas funções, e portanto salvar a vida de muitas pessoas.

Ao fazer com que o campo magnético unidireccional flutue, é possível reduzir a reacção contra a acção do campo magnético estático, isto é, reduzir o efeito de reacção contra o campo estático, e permitir que os efeitos provocados pela aplicação do campo magnético possam actuar de uma maneira mais eficaz. Uma vez que os electrões são gerados no interior do armário de congelação, a oxidação do objecto pode ser impedida de se realizar, e radicais tais como por exemplo radicais hidróxi, são produzidos no interior do objecto-a-ser-congelado. Uma vez que estes radicais hidróxi destroem as membranas das células dos micróbios tais como bactérias, é possível restringir o número de bactérias vivas. Por conseguinte, é possível impedir a putrefacção do objecto-a-ser-congelado, melhorar a frescura deste último e fornecer aos consumidores ingredientes alimentares e produtos alimentares de alta qualidade.

Além disso, uma vez que as ondas sonoras aceleram 50 PE1135999 ainda mais a velocidade de arrefecimento do objecto-a-ser-congelado, pode ser realizado um arrefecimento rápido e a destruição das células pode ser certamente impedida. Através da utilização de ondas sonoras na gama das frequências áudio, e fixando a velocidade da corrente de ar frio dentro de uma gama de valores compreendidos entre 1 e 5 m/s, é possível impedir a oxidação do objecto-a-ser-congelado sem quebrar o invólucro de água formado na sua superfície, ao mesmo tempo que se aumenta a velocidade de arrefecimento.

Além disso, através da aplicação do campo eléc-trico ao objecto-a-ser-congelado, as moléculas de água e as moléculas de oxigénio existentes na câmara de congelação transformam-se respectivamente em água dotada de electrões (H2Oe) e em anião superóxido (02 ) que produzem radicais como por exemplo radicais hidróxi, e as membranas das células de micróbios, como por exemplo bactérias, são destruída por estes radicais hidróxi indo assim limitar o número de bactérias vivas. Por conseguinte é possível impedir a putrefacção dos objectos-a-ser-congelados e melhorar a sua frescura, e também fornecer aos consumidores ingredientes alimentares e produtos alimentares de alta qualidade.

Além disso, construindo separadamente o gerador de campo magnético estático e o gerador de campo magnético dinâmico, os meios de geração de campo magnético podem ser podem ser escolhidos mais livremente. Por conseguinte, tendo em consideração o factor económico, seria possível utilizar uns meios menos caros para reduzir o custo global do 51 ΡΕ1135999 aparelho de congelação.

Através da disposição do material absorção de raios infravermelhos longínquos na superfície interior das paredes da câmara de congelação e de isoladores térmicos em torno da periferia exterior das paredes da câmara de congelação, é possível manter eficazmente a temperatura da câmara e realizar uma redução no consumo da energia requerida para o arrefecimento.

Através da utilização de imanes permanentes, como por exemplo os meios de geração de campo magnético estático, é possível reduzir a capacidade das bobinas electromag-néticas que realizam o campo magnético flutuante, e também reduzir o consumo de potência. Do mesmo modo, proporcionando as bobinas electromagnéticas no lado de fora das paredes da câmara de congelação, a capacidade de arrefecimento no interior da câmara pode ser impedida de baixar, o que em caso contrário iria acontecer devido ao aquecimento das bobinas electromagnéticas, e portanto o consumo de energia requerida para o arrefecimento pode ser reduzido.

Lisboa, 13 de Agosto de 2007

Claims (11)

1. PE1135999 1 REIVINDICAÇÕES 1. Método de congelação super-rápida compreendendo as seguintes etapas: fazer, por meio de um processo de congelação rápida, com que a temperatura circundante de um objecto-a-ser-congelado desça até um valor compreendido entre -30°C e -100°C, ao mesmo tempo que se aplica um campo magnético unidireccional ao referido objecto-a-ser-congelado; e arrefecer o referido objecto-a-ser-congelado com uma corrente de ar frio tendo uma velocidade de valor compreendido entre 1 e 5 m/s, ao mesmo tempo que se sobrepõe no seio da referida corrente de ar frio uma onda sonora na gama das frequências áudio.
2. 2. Método de congelação super-rápida, de acordo com a reivindicação 1, em que a intensidade do referido campo magnético unidireccional flutua em torno de um valor de referência fixo arbitrário, nos sentidos positivo e negativo, dentro de uma predeterminada gama de valores.
3. 3. Método de congelação super-rápida, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo uma etapa que consiste em aplicar um campo eléctrico ao referido objecto-a-ser-congelado .
4. 4. Aparelho de congelação super-rápida, compreendendo : 2 PE1135999 um armário de congelação capaz de fazer com que a temperatura interna de um objecto-a-ser-congelado nele armazenado desça até um valor compreendido entre -30°C e -100°C; uns meios de geração de campo magnético próprios para aplicar um campo magnético unidireccional ao referido objecto-a-ser-congelado colocado no referido armário de congelação; uns meios de ventilação próprios para fazer com que no interior do referido armário de congelação vá passar uma corrente de ar frio que vai incidir sobre o objecto-a-ser-congelado a uma velocidade de valor compreendido entre 1 e 5 m/s; e uns meios de geração de ondas sonoras próprios para sobrepor no seio da referida corrente de ar frio que é posta a circular pelos referidos meios de ventilação uma onda sonora na gama das frequências áudio.
5. 5. Aparelho de congelação super-rápida, de acordo com a reivindicação 4, em que os referidos meios de geração de campo magnético são uns meios de geração de campo magnético flutuante próprios para aplicar um campo magnético flutuante em que a intensidade do referido campo magnético unidireccional flutua em torno de um valor de referência fixo arbitrário, nos sentidos positivo e negativo, dentro de uma predeterminada gama de valores.
6. 6. Aparelho de congelação super-rápida, de acordo com a reivindicação 5, em que os referidos meios de 3 ΡΕ1135999 geração de campo magnético flutuante compreendem: uns meios de geração de campo magnético estático próprios para aplicar um campo magnético estático com uma intensidade do referido valor fixo arbitrário; e uns meios de geração de campo magnético dinâmico próprios para aplicar um campo magnético flutuante que flutua dentro da referida predeterminada gama de valores.
7. 7. Aparelho de congelação super-rápida, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, compreendendo ainda uns meios de geração de campo eléctrico próprios para aplicar um campo eléctrico ao referido objecto- a-ser-congelado.
8. 8. Aparelho de congelação super-rápida, de acordo com a reivindicação 7, em que os referidos meios de geração de campo eléctrico compreendem: pelo menos um par de eléctrodos que são dispostos de maneira a ficarem colocados um num lado e outro noutro lado do referido objecto-a-ser-congelado que se acha colocado no interior do referido armário de congelação; e uns meios de geração de diferença de potencial próprios para aplicar uma diferença de potencial eléctrico entre os referidos eléctrodos.
9. 9. Aparelho de congelação super-rápida, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 8, em que o referido armário de congelação compreende ainda: umas paredes de câmara de congelação que definem 4 PE1135999 o espaço de uma câmara; uns meios de absorção de raios infravermelhos longínquos dispostos na superfície interior das paredes da referida câmara de congelação; e uns meios de isolamento térmico proporcionados em torno das paredes da referida câmara de congelação.
10. 10. Aparelho de congelação super-rápida, de acordo com a reivindicação 9, em que: os referidos meios de geração de campo magnético estático são uns imanes permanentes que geram no interior da câmara um campo magnético estático e que se acham colocados na superfície exterior das paredes da referida câmara de congelação; e os referidos meios de geração de campo magnético dinâmico são umas bobinas electromagnéticas que geram um campo magnético flutuante que flutua de um lado para o outro em torno do referido campo magnético estático e que se acham colocadas no lado de fora e na parte lateral das paredes da referida câmara de congelação.
11. 11. Aparelho de congelação super-rápida, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, compreendendo: uns meios de absorção de raios infravermelhos longínquos dispostos na superfície interior das paredes da referida câmara de congelação, e uns meios de isolamento térmico proporcionados em torno das paredes da referida câmara de congelação; uns meios de geração de campo magnético flutuante 5 ΡΕ1135999 compreendendo pelo menos um íman permanente que se acha colocado na superfície exterior das paredes da referida câmara de congelação e que é próprio para gerar um campo magnético estático no interior do espaço da referida câmara, e pelo menos uma bobina electromagnética que se acha colocada no lado de fora e na parte lateral das paredes da referida câmara de congelação e que é própria para gerar um campo magnético flutuante que flutua de um lado para o outro em torno do referido campo magnético estático no interior do espaço da referida câmara, indo os referidos meios de geração de campo magnético flutuante aplicar ao referido objecto-a-ser-congelado que se acha situado no interior do referido armário de congelação um campo magnético unidireccional que vai flutuar em torno de um valor de referência fixo arbitrário, nos sentidos positivo e negativo, dentro de uma predeterminada gama de valores; e uns meios de geração de campo eléctrico compreendendo pelo menos um par de eléctrodos que são dispostos de maneira a ficarem colocados um num lado e outro noutro lado do referido objecto-a-ser-congelado que se acha colocado no interior do referido armário de congelação, e uns meios de geração de diferença de potencial próprios para aplicar uma diferença de potencial eléctrico entre os referidos eléctrodos, indo os referidos meios de geração de campo eléctrico aplicar um campo eléctrico ao referido objecto-a-ser-congelado. Lisboa, 13 de Agosto de 2007