ES2212493T3 - Dispositivo y procedimiento de inyeccion de un fluido frigorigeno en un aparato mezclador de productos. - Google Patents
Dispositivo y procedimiento de inyeccion de un fluido frigorigeno en un aparato mezclador de productos.Info
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Abstract
Inyector de fluido refrigerante para un mezclador de alimentos congelados profundamente, que comprende tubo de suministro con secciones de expansión y separación de fase, interruptor sincronizado con un batidor mezclador, e inyector. Típicamente, el mezclador tiene una sección de extremo cónico cerrada por una cubierta desmontable (14) con un conducto de entrada central para ingredientes cocinados. Estos se congelan aparte, o se bañan en salsa y se congelan simultáneamente. El fluido refrigerante, p.e. nitrógeno líquido, se suministra por una boquilla de inyección (24),con un conector de vacío (44) para la eliminación del aire, contiguo a la entrada del conducto. El tubo de suministro (20) incluye una sección de manguera flexible, para facilitar la manipulación de la cubierta, y un codo (32). Su extremo libre (26), que recibe el suministro de fluido de entrada, incluye una válvula de cierre operada manualmente (28). El tubo incluye una válvula interruptor controlada eléctricamente (34), que se abre y se cierra en sincronismo con el batidor del mezclador para evitar que el nitrógeno afecte a las palas. Esta válvula se sitúa corriente debajo de una zona de sección reducida con un orificio calibrado para la expansión del nitrógeno líquido. El codo (32), corriente abajo del orificio, efectúa, por medio de fuerzas centrífugas, una separación natural de las fases líquida y gaseosa, creando una corriente líquida en el exterior del codo y una corriente de gas en el interior. Corriente arriba del orificio se inserta un manómetro (36), así como una válvula de purga (38). Para evitar el atrapado de fluido y facilitar la purga, las secciones de tuco corriente abajo están inclinadas p.e. 15 grados respecto de la horizontal.
Description
Dispositivo y procedimiento de inyección de un
fluido frigorígeno en un aparato mezclador de productos.
La presente invención se refiere a un dispositivo
de inyección de un fluido frigorígeno en un aparato mezclador de
productos.
Un aparato de esta clase, igualmente conocido
bajo la denominación de "batidora", equipado con un
dispositivo de inyección de fluido frigorígeno, por ejemplo
nitrógeno, se utiliza especialmente en el dominio de la industria
agroalimentaria para ultracongelar por separado cada ingrediente de
platos cocinados o para rebozarlos con salsa y ultracongelar
simultáneamente productos ultracongelados.
En el estado de la técnica, un dispositivo de
inyección de fluido frigorígeno en un aparato mezclador de
productos comprende generalmente una canalización de inyección del
fluido frigorígeno equipada con una lanza de inyección destinada a
ser conectada al aparato mezclador y al menos una zona de sección
reducida adaptada para crear una expansión en el fluido. En este
tipo de dispositivo, la zona de sección reducida está constituida
por un orificio calibrado situado en el extremo de la lanza de
inyección, a la entrada de la cuba del aparato mezclador. El fluido
frigorígeno, constituido clásicamente por nitrógeno líquido, es
inyectado entonces en la cuba por intermedio de la lanza de
inyección, a través de la zona de sección reducida.
Esta construcción permite crear una expansión en
el fluido frigorígeno a la entrada de la batidora. Sin embargo,
presenta cierto número de inconvenientes, especialmente en razón
del hecho de que el orificio calibrado dispuesto en la lanza de
inyección genera una dispersión relativamente importante del flujo,
que adopta una forma de cono. Por tanto, no permite obtener una
vena de nitrógeno líquido que penetre profundamente en el interior
de la batidora.
La finalidad de la invención es paliar este
inconveniente y proporcionar un dispositivo de inyección de fluido
frigorígeno en un aparato mezclador de productos capaz de crear una
vena de fluido frigorígeno de forma sensiblemente cilíndrica y
situada de forma precisa con respecto a la entrada del aparato
mezclador.
Por tanto, tiene por objeto un dispositivo de
inyección del tipo antes citado, caracterizado porque la o cada
zona de sección reducida está dispuesta aguas arriba de la lanza de
inyección, considerando el sentido de circulación de fluido en la
canalización.
El dispositivo según la invención puede incluir,
además, una o varias de las características siguientes, tomadas
aisladamente o según todas las combinaciones técnicamente
posibles:
- incluye, además, medios de separación de fases
líquida y gaseosa dispuestos aguas abajo de la o cada zona de
sección reducida;
- los medios de separación están constituidos por
una parte acodada de la canalización que se extiende entre dicha al
menos una zona de sección reducida y la lanza de inyección;
- la canalización se extiende, aguas arriba de la
lanza de inyección, según una pendiente descendente en dirección a
esta última;
- cuando el aparato mezclador incluye una cuba
dotada de una pala rotativa dispuesta en las proximidades de una
zona de conexión de la lanza de inyección, el dispositivo incluye,
además, una válvula montada en la canalización y pilotada por un
órgano de mando de inyección cíclica del fluido frigorígeno en fase
con la rotación de la pala;
- cuando la lanza de inyección está destinada a
montarse en una puerta de acceso a la cuba, la canalización está
provista de una junta giratoria dispuesta aguas arriba de la
lanza;
- la junta giratoria está dispuesta aguas arriba
de los medios de separación;
- incluye, además, un medio de detección de la
presión, tal como un manómetro, montado en la canalización, aguas
arriba de la lanza;
- incluye, además, una válvula de retención
montada en un extremo de la canalización opuesto a la lanza de
inyección y destinado a conectarse a una fuente de alimentación de
fluido frigorígeno a presión;
y
- el fluido frigorígeno comprende nitrógeno
líquido.
Se observará, a propósito de los aparatos
provistos de palas rotativas, que la cuba puede ser entonces fija o
bien estar ella misma igualmente en rotación.
Otras características y ventajas se desprenderán
de la descripción siguiente, dada únicamente a título de ejemplo y
hecha con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es una vista en perspectiva de un
aparato mezclador de productos equipado con un dispositivo de
inyección según la invención;
- la figura 2 es una vista desde arriba de una
parte del aparato de la figura 1, mostrando el dispositivo de
inyección de fluido frigorígeno; y
- la figura 3 es un esquema que muestra la
estructura del dispositivo de inyección mostrado en la figura
2.
En la figura 1 se ha representado un aparato
mezclador de productos designado por la referencia numérica general
10.
Está destinado a ser utilizado en el dominio de
la industria agroalimentaria, por ejemplo para la preparación de
platos cocinados o mezclas de verduras ultracongeladas divisibles
en raciones, por mezcla, rebozado con salsa y ultracongelación
simultáneos de productos ultracongelados.
Un aparato de esta clase es igualmente
susceptible de ser utilizado en otros dominios, por ejemplo en la
industria farmacéutica.
El aparato 10 incluye una cuba 12 realizada en un
material apropiado para la utilización contemplada y equipada con
una puerta de acceso 14 dotada a su vez de un conducto 16 de
alimentación de productos a preparar.
Por lo demás, el aparato 10 está dotado de un
dispositivo de inyección de un fluido frigorígeno, designado por la
referencia numérica general 18 y representado esquemáticamente en
esta figura, destinado a permitir la ultracongelación de la mezcla
contenida en la cuba 12.
El dispositivo de inyección 18 está montado
igualmente en la puerta de acceso 14 y está destinado a ser
conectado a una fuente no representada de alimentación de un fluido
frigorígeno a presión, constituido, en el ejemplo considerado, por
nitrógeno líquido.
Haciendo referencia a las figuras 2 y 3, se ve
que el dispositivo de inyección de nitrógeno líquido incluye
principalmente una canalización 20 en la que un primer extremo 22
de la misma está dotado de una lanza 24 de inyección de nitrógeno
destinada a ser conectada a la puerta 14 y un extremo opuesto 26
está destinado a ser conectado a la fuente de alimentación de
nitrógeno líquido por intermedio de una válvula de retención 28
provista de un accionador (por supuesto, esta válvula puede tener
un funcionamiento manual o automático).
La parte mediana 30 de la canalización está
dotada de al menos una zona de sección reducida adaptada para crear
una expansión en el nitrógeno líquido que circula por la
canalización 20.
Para hacer esto, la canalización está dotada de
un paso calibrado practicado en esta zona 30, es decir, colocado
aguas arriba de la lanza de inyección 24, considerando el sentido
de circulación del nitrógeno líquido.
Por lo demás, y como se ve en las figuras 2 y 3,
la canalización 20 incluye una parte acodada 32 que se extiende
entre la lanza de inyección 24 y la zona 30 de sección reducida de
manera que se efectúe una separación natural de las fases líquida y
gaseosa de nitrógeno, aguas abajo del orificio calibrado 30, bajo
el efecto de la fuerza centrífuga que se ejerce sobre el nitrógeno
en la parte acodada. Se crea así una vena de líquido que circula en
la parte externa del codo, mientras que la fase gaseosa creada bajo
el efecto del paso del fluido por el orificio calibrado circula en
la parte interna del codo 32.
Por lo demás, se ve en las figuras 2 y 3 que la
canalización 20 está dotada, además, de una electroválvula 34
pilotada por un órgano de mando de su funcionamiento (no
representado) adaptado para controlar el caudal en la canalización
20 según un funcionamiento de "todo o nada", estando dispuesta
esta electroválvula aguas abajo del orificio calibrado 30.
Dado que la lanza de inyección 24 está dispuesta
en la proximidad inmediata de una pala rotativa que equipa de
manera clásica a la cuba 12, a la entrada de esta última, el órgano
de pilotaje del funcionamiento de la electroválvula 34 provoca la
apertura y el cierre de esta última de forma cíclica en fase con la
rotación de la pala de manera que se provoque la inyección del
nitrógeno líquido en la cuba cuando la pala se sitúa en una
posición desalineada con respecto a la lanza 24.
Se evita así todo riesgo de inyección de
nitrógeno líquido en la pala, pero igualmente el riesgo de
inyección del nitrógeno líquido en el producto que es vertido por
la pala delante de la entrada de la cuba, lo que provocaría un
enfriamiento mediocre de la mezcla contenida en la cuba 12 por
aparición de un gradiente de temperatura relativamente importante
en esta última.
Con el objetivo de proporcionar una indicación
precisa de la presión de nitrógeno líquido contenido en la
canalización 20, un manómetro 36 está colocado aguas arriba de la
electroválvula 34 y en particular aguas arriba del orificio
calibrado 30 de manera que se proporcione una indicación
relativamente constante del valor de la presión (presión total),
cualquiera que sea el ciclo de funcionamiento de la electroválvula
34.
Por lo demás, se ve en las figuras 2 y 3 que una
válvula 38 está prevista aguas arriba del manómetro 36.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 2, se ve
que el conjunto constituido por el conducto 16 de alimentación de
productos y la lanza de inyección 24 asociada al extremo
correspondiente de la canalización 20 está montado en la puerta 14
de la cuba 12.
A fin de permitir una apertura fácil de la
puerta, la canalización 20 está dotada de una junta 42 de tipo
giratorio clásico y de un tramo flexible 40, que permiten
conjuntamente el desplazamiento de la canalización según al menos
dos grados de libertad.
Se ve en la figura 3 que la zona de la
canalización que se extiende aguas arriba de la lanza de inyección
24, de preferencia hasta el tramo flexible 40, adopta una
configuración en pendiente suave en dirección a la lanza de manera
que se evite toda retención de nitrógeno en esta parte y se permita
un fácil escurrido de un líquido de limpieza.
Preferiblemente, la canalización forma en esta
zona un ángulo de 15° con respecto a la horizontal.
Finalmente, se ve en la figura 2 que la
canalización 20 incluye una toma de vacío 44 que permite, como es
clásico, evacuar el aire ambiente que llena la cuba 12.
Se concibe que la configuración adoptada que
acaba de describirse, la cual utiliza una canalización dotada de un
orificio calibrado aguas arriba de la lanza de inyección, y aguas
abajo de la cual está prevista una zona acodada, permite, por una
parte, efectuar la expansión aguas arriba de la zona de inyección,
lo que evita la creación de un flujo divergente de nitrógeno
líquido a la entrada de la batidora, y, por otra parte, separar
naturalmente, es decir, por vía mecánica, en la parte acodada la
fase líquida de la fase gaseosa creada a la salida del orificio
calibrado, lo que permite la inyección, a la entrada de la cuba, de
una vena libre de líquido, no dispersada, que permite alcanzar así
eficazmente el centro de la cuba e inyectar el nitrógeno líquido en
forma relativamente profunda en esta última.
Por lo demás, se observará que la invención no se
limita al modo de realización descrito.
Es así como el dispositivo de inyección descrito
con referencia a las figuras 2 y 3 incluye un orificio calibrado
dispuesto aguas arriba de una electroválvula de mando de inyección
de nitrógeno. Sin embargo, sería posible, como variante, concebir
estos elementos en una pieza, utilizando una válvula de diámetro
interno apropiado que permita realizar una expansión.
Claims (15)
1. Dispositivo de inyección de un fluido
frigorígeno en un aparato (10) mezclador de producto, comprendiendo
el dispositivo una canalización (20) de inyección del fluido
frigorígeno equipada con una lanza de inyección (24) destinada a
ser conectada al aparato mezclador (10) y con al menos una zona (30)
de sección reducida adaptada para crear una expansión en el fluido,
caracterizado porque la o cada zona (30) de sección reducida
está dispuesta aguas arriba de la lanza de inyección (24),
considerando el sentido de circulación de fluido por la
canalización (20).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque incluye, además, medios de separación
(32) de fases líquida y gaseosa dispuestos aguas abajo de la o cada
zona (30) de sección reducida.
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque los medios de separación están
constituidos por una parte acodada (32) de la canalización (20)
situada entre dicha al menos una zona (30) de sección reducida y la
lanza de inyección (24).
4. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la canalización
(20) se extiende, aguas arriba de la lanza de inyección (24), según
una pendiente descendente en dirección a esta última.
5. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, cuando el
aparato mezclador (10) incluye una cuba (12) dotada de un pala
rotativa dispuesta en las proximidades de una zona de conexión de
la lanza de inyección (24), el dispositivo incluye, además, una
válvula (34) montada en la canalización (20) y pilotada por un
órgano de mando de inyección cíclica del fluido frigorígeno en fase
con la rotación de la pala.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque, cuando la lanza de inyección (24) está
destinada a montarse en una puerta (14) de acceso a la cuba (12),
la canalización está provista de un junta giratoria (42) dispuesta
aguas arriba de la lanza de inyección (24).
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
dependiente de la reivindicación 2, caracterizado porque la
junta giratoria (42) está dispuesta aguas arriba de los medios de
separación (32).
8. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque incluye,
además, un medio de detección de presión (36) montado en la
canalización (20) aguas arriba de la válvula (34).
9. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque incluye,
además, al menos una válvula de retención (28) montada en un
extremo de la canalización (20) opuesto a la lanza de inyección
(24) y destinado a conectarse a una fuente de alimentación de fluido
frigorígeno a presión.
10. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el fluido
frigorígeno comprende nitrógeno líquido.
11. Procedimiento de inyección de un fluido
frigorígeno en un aparato (10) mezclador de producto con ayuda de
una canalización (20) de inyección del fluido frigorígeno equipada
con una lanza de inyección (24) destinada a conectarse al aparato
mezclador (10) y con al menos una zona (30) de sección reducida
adaptada para crear una expansión en el fluido, caracterizado
porque se efectúa la expansión en el fluido aguas arriba de la
lanza de inyección (24), considerando en sentido de circulación de
fluido por la canalización (20).
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque se efectúa una separación de las fases
líquida y gaseosa del fluido, aguas abajo de dicha zona de la
canalización en la que se efectúa la expansión en el fluido, de
manera que se inyecte en la cuba una vena de líquido sustancialmente
libre.
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque se efectúa dicha separación de fases
haciendo circular el fluido, aguas abajo de dicha zona de la
canalización en la que se efectúa la expansión en el fluido, por
una parte acodada (32) de la canalización apropiada para efectuar
una separación mecánica de las fases por efecto centrífugo.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque, cuando el
aparato mezclador (10) incluye una cuba (12) dotada de una pala
rotativa dispuesta en las proximidades de una zona de conexión de
la lanza de inyección (24), se efectúa un pilotaje cíclico de la
inyección del fluido frigorígeno en la cuba en fase con la rotación
de la pala.
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque el fluido
frigorígeno comprende nitrógeno líquido.
Applications Claiming Priority (2)
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