ES2213309T3 - Procedimiento para el tratamiento de material granulado en un horno de tambor. - Google Patents

Abstract

UN PROCESO PARA TRATAMIENTO DE MATERIAL EN GRANOS, ESPECIALMENTE GRANOS DE MAIZ PARA LA ELABORACION DE PALOMITAS, TIENE LUGAR EN UN TOSTADOR DE TAMBOR (10), EN DONDE EL MATERIAL ES RECORRIDO POR UN MEDIO GASEOSO, PORTADOR TERMICO. EL MATERIAL PERMANECE HASTA EL PROCESO DE TOSTADO PROPIAMENTE DICHO EN EL TOSTADOR DE TAMBOR (10) Y A CONTINUACION SE GUIA TERMICAMENTE A TRAVES DEL MATERIAL UN MEDIO GASEOSO, QUE RECIBE EL VAPOR DE AGUA, HASTA QUE SE OBTIENE UN ESTADO DE SECADO DESEADO.

Description

Procedimiento para el tratamiento de material granulado en un horno de tambor.

La presente invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento de material granulado, en especial grits de maíz para la producción de cornflakes, en un horno de tambor en el que el material granulado es atravesado por un fluido gaseoso conductor de calor.

Los hornos de tambor conocidos en los que se realizan procesos de cocción, se conocen como del modelo DSCK de Gebr. Bühler AG, Uzwil, Suiza, o como "Rotary Serial Cooker" de APV Baker, Peterborough, Inglaterra.

Un horno de tambor de esta clase tiene un recipiente aproximadamente en forma de tonel giratorio, alrededor de un eje horizontal. En el recipiente se aloja el material granulado a ser tratado, por ejemplo, grits de maíz en agua; el recipiente está lleno hasta más de la mitad de su altura con esta mezcla de material/agua.

Para el aporte de calor se han previsto toberas en la pared del recipiente, que son alimentadas con un fluido caliente gaseoso, esto es, vapor de agua caliente, a través de tuberías situadas a lo largo de la pared exterior del recipiente. El fluido conductor de calor entra en el recipiente a través de las toberas. Mediante otras toberas, después de un intercambio de calor, el fluido puede nuevamente ser evacuado. La disposición de las toberas es tal, que los grupos de toberas se encuentran situadas aproximadamente en forma diametralmente opuesta.

El proceso de cocción en estos tambores de cocción dura de 120 a 180 minutos aproximadamente.

A continuación el material cocido es extraído del horno de tambor y llevado a un depósito colector. El contenido de humedad del producto es de aprox. 35 a 40%. Desde el depósito colector el material es llevado a una cinta volatilizadora o a un tornillo sin fin volatilizador con lo que se produce una evaporación estática de la carga de producto. El evaporado es un proceso en el que, a causa del contenido de calor del material caliente, se volatiliza del material una cierta cantidad de humedad. El tiempo de permanencia del material húmedo en esta etapa es de unos 20 minutos; la pérdida de humedad es de un 2 a 4%.

A esta evaporación le sigue un proceso de secado en el que la humedad superficial del material disminuye de un 35 a un 40% a un intervalo de 18 a 24. El tiempo de permanencia del material en esta etapa de secado es de unos 90 minutos.

El proceso de secado tiene lugar sobre cribas de secado o cintas de secado.

A continuación del proceso de secado todavía tiene lugar un proceso de temperado, durante el cual, en la sección transversal del grano, tiene lugar una igualación de humedad para obtener en el material una humedad regular de un 19 a 23%. La permanencia del material en esta etapa de temperatura es de dos a cuatro horas.

Después del temperado, el material se continúa elaborando, por ejemplo, laminando, tostando, seguidamente enfriado y, eventualmente, recubierto, para obtener el producto terminado, por ejemplo, cornflakes, frosties, crunchy nuts u otros flakes como, por ejemplo, wheat-flakes.

La duración total del proceso de cocción, incluido el proceso de secado y el proceso de temperado, es de unos 250 a 490 minutos.

Este procedimiento es, por consiguiente, extremadamente largo.

Además, se debe pasar de un funcionamiento discontinuo en los tambores de cocción individuales al siguiente funcionamiento continuo, es decir, volatilizado, secado, temperado.

Esto es muy costoso desde el punto de vista del equipamiento.

En un perfeccionamiento de la tecnología de la cocción en tambor, el solicitante ha continuado desarrollando un horno de tambor, de manera que solo se alimentan con el fluido aquellas toberas del horno de tambor rotativo que justamente desembocan en el sector cargado con material.

Un horno de tambor de tal clase es objeto de la solicitud de patente del 10.03.1998 a la Oficina Alemana de Patentes bajo la referencia 198 10 240.

Según esta configuración constructiva de un horno de tambor, se logra que el fluido gaseoso sea selectivamente dirigido a través de aquellas toberas del horno de tambor que desembocan en el sector cargado con el material, es decir, que se encuentran debajo de la superficie del agua, de manera que el fluido es insuflado directamente en el agua y tiene lugar allí un intenso intercambio de calor, tanto con el agua como con el material a ser tratado.

Con esta conducción forzada, durante la cocción se lleva a cabo una sustancial transferencia térmica más selectiva, rápida y efectiva, lo que contribuye a un resultado uniforme y extraordinario de la cocción en un tiempo sustancialmente más corto. El ahorro de tiempo con tamaños de tambores de cocción comparables, según el estado de la técnica mencionado al comienzo y cantidades de carga comparables, se encuentran en el rango de 20 a 30%.

Con este antecedente, es objeto de la presente invención el perfeccionar un procedimiento para el tratamiento de material granulado, en el sentido de que también se puedan realizar, a continuación del proceso de cocción, los procesos de volatilizado, secado y temperado en forma simple, efectiva y en lapsos más cortos.

Según la presente invención el objeto se soluciona de manera que el material permanece en el horno de tambor después del proceso de cocción propiamente dicho y que, a continuación y hasta que se haya llegado a un estado calórico deseado, lo atraviesa un fluido gaseoso conductor de calor, absorbente de vapor de agua.

Es decir, que, al contrario de lo que ocurre en el estado de la técnica mencionado al principio, el material no es extraído del horno de tambor después del proceso de cocción y llevado a otros equipos para efectuar los procesos de volatilizado, secado y temperado, sino que el material permanece en el horno de tambor. Después de alcanzado el deseado estado de cocción se alimenta el horno de tambor con un fluido gaseoso conductor de calor, absorbente de vapor de agua.

Esta alimentación provoca que el fluido de cocción acuoso aún presente en el horno de tambor pase al estado de vapor, y este vapor de agua es absorbido por el fluido introducido, porque este vapor de agua no es saturado, y evacuado del horno de tambor. La mezcla material/líquido es liberado del agua, de manera que se evapora. Debido a la conducción de más fluido gaseoso conductor de calor, absorbente de vapor de agua, a través del material húmedo, a continuación el material es secado, es decir, su humedad superficial es reducida en forma correspondiente.

Este proceso debe ser llevado a cabo mediante un intensivo paso del fluido a través del material en un muy corto tiempo y con un resultado uniforme de secado.

Esto significa que el horno de tambor, en principio, funciona como con el proceso de cocción, es decir, el tambor rota y el fluido gaseoso conductor de calor, absorbente de vapor de agua, es introducido por aquellas toberas que están ocupadas por el producto. Aquellas toberas que no están ocupadas por producto, es decir, que se mueven encima de la superficie del producto, sirven para desalojar del horno de tambor el vapor de agua arrastrado por el fluido introducido.

Debido a que el material es atravesado intensivamente por el fluido de secado y el material es revuelto dentro del horno de tambor, al igual que antes, puede iniciarse simultáneamente o, eventualmente, realizarse un proceso de temperado, de manera que ambos procesos, es decir, volatilizado y secado, pueden efectuarse dentro del horno de tambor y, al menos, iniciarse también el proceso de temperado.

Con ello, no solo se obtiene un considerable ahorro de tiempo, sino que todo el procedimiento es sustancialmente más simple y realizable con equipos sustancialmente menos onerosos, debido a que el material permanece en el mismo horno de tambor en el que fue previamente cocido y éste únicamente es operado, después del modo de cocción, en el modo de volatilizado/secado.

Así, por ejemplo, es posible ejecutar un proceso de volatilizado y secado en un lapso de 10 a 30 minutos, lo que significa un considerable ahorro de tiempo frente al procedimiento según el estado de la técnica mencionado al comienzo.

De este modo, el objeto se consigue totalmente.

En otra configuración de la invención, a continuación del proceso de cocción, se introduce al material vapor de agua sobrecalentado no saturado.

Esta medida tiene la ventaja de que se puede trabajar con el mismo fluido que el empleado en el proceso de cocción, es decir, vapor de agua.

Únicamente debe cuidarse que el vapor de agua no esté saturado y sobrecalentado, es decir, asegurarse que el agua contenida en el horno de tambor evapore y pueda ser arrastrada por el fluido que lo atraviesa.

En otra configuración de la invención se atraviesa el material con vapor de agua sobrecalentado a 200 a 300ºC.

Esta medida tiene la ventaja que, con vapor de agua en este intervalo de temperatura, se puede realizar un muy rápido proceso de volatilizado y secado, sin que el material sea influenciado negativamente en el sentido que estas temperaturas relativamente elevadas provoquen procesos indeseados de tostado u otras reacciones negativas para la superficie.

En otra configuración de la invención, el proceso de cocción pasa al proceso de secado evacuando paulatinamente del horno de tambor el líquido de cocción acuosa, mediante el fluido gaseoso conductor de calor, absorbente de vapor de agua.

Esta medida tiene la ventaja de que es posible un desarrollo cuidadoso del proceso, sin abruptas modificaciones de las condiciones, de modo que el material pasa de manera cuidadosa del proceso de cocción al proceso de volatilizado/secado.

En otra configuración de la invención, el fluido atraviesa el material hasta que se haya alcanzado un estado de secado tal, que el material muestre un contenido de humedad del 20 al 30%.

Esta medida tiene la ventaja de que en el horno de tambor se ejecutan, uno tras otro, aquellos procesos que conducen al estado deseado de secado final del material, sin que el material tenga que ser llevado a los diferentes equipos, sino que en el horno de tambor estos procesos, cocción, volatilizado y, si es el caso, temperado se realizan en forma continua uno tras de otro en el horno de tambor.

Según el modo de operación, en el horno de tambor puede ejecutarse de forma completa el ya iniciado proceso de temperado, esto es que el material es revuelto mediante la rotación del horno de tambor y es temperado manteniendo la temperatura.

En otra configuración de la invención, el proceso es conducido de tal manera que el proceso de volatilizado y secado tiene lugar en un lapso de 10 a 30 minutos.

Esta medida tiene la ventaja que, no solo se obtiene un procedimiento que ahorra tiempo, sino que se logra un paso, relativamente limitado en el tiempo, del modo de cocción propiamente dicho al modo de volatilizado/secado, de manera que no tenga lugar una "postcocción" indeseada.

Es posible controlar la cantidad de agua durante la cocción, de tal manera que al terminar el proceso de cocción, si bien hay todavía suficiente cantidad de líquido para realizar el proceso de cocción propiamente dicho, el líquido excedente ya es relativamente poco, de manera que el volatilizado de esta cantidad excedente de agua de cocción puede hacerse de forma relativamente rápida.

En otra configuración de la invención, al fin del proceso de cocción, se descarga el aire a presión del interior del horno de tambor y, a continuación, se forma nuevamente una sobrepresión en el horno de tambor mediante el fluido gaseoso conductor de calor, absorbente de vapor de agua.

Esta medida tiene la considerable ventaja que el contenido de calor de la mezcla material/líquido cogida en el horno de tambor hace que, durante el proceso de desaireado, sea descargada una considerable cantidad de líquido, con lo que se realiza un proceso de evaporación efectivo.

La invención se describe y detalla a continuación, en relación con los dibujos adjuntos, en base de un ejemplo de realización seleccionado,

La única figura adjunta muestra un corte longitudinal de un horno de tambor para la realización del procedimiento según la invención.

El horno de tambor en su totalidad, representado en la figura, está indicado con la referencia 10.

El horno de tambor 10 muestra un recipiente (12) acostado, aproximadamente en forma de tonel que es rotativo alrededor de un eje de rotación horizontal 13.

El recipiente 12 es sostenido rotativamente por rodamientos laterales 14, 15 en caballetes 16 y 18. Por una transmisión por cadena 20 unida con un motor de accionamiento 22, el recipiente es propulsado de forma giratoria alrededor del eje de rotación 13.

Una primera tubería 24 es conducida a lo largo de una línea media a lo largo del lado exterior del recipiente 12 y une dos toberas 26 y 27 que desembocan en el interior del recipiente 12. Cada tobera 26, 27 posee un tamiz 28.

A esta disposición tubería/tobera se encuentra diametralmente opuesta otra tubería 29 a lo largo del lado exterior, que alimenta dos toberas 30 y 31 que igualmente desembocan en el interior del recipiente 12.

Ambas tuberías 24 y 29 desembocan en un dispositivo de mando 32 provisto de un paso multidireccional 34.

El dispositivo de mando 32 está conectado a una unidad de alimentación/control 40 mediante la que se alimentan o bien controlan las operaciones de fluidos y de control que se describirán más adelante.

El recipiente 12 tiene una tapa no mostrada aquí, a través de la que se introduce o bien se extrae el material a ser tratado, por ejemplo, grits de maíz.

Los grits de maíz son granos de maíz que fueron desgerminados y mondados.

Adicionalmente a los grits de maíz se introduce agua al recipiente 12 donde, como lo indica la figura, la altura de llenado se encuentra bastante por encima de la altura del eje de giro 13.

Para la ejecución de un proceso de cocción de la cantidad de producto contenida en el recipiente 12, es decir, de la mezcla de agua y grits de maíz, se la atraviesa con vapor a 120ºC a una presión de aprox. 1 a 2 bar.

El circuito o el control a través del dispositivo de mando 32 es tal, que el fluido 35 únicamente es conducido a la tubería que alimenta aquellas toberas que desembocan en el sector 33 (flecha 38) provisto de producto.

En el transcurso del proceso de cocción, la mezcla de líquido, por ejemplo, agua y jarabe, es absorbida en parte por los granos del producto y en parte es absorbida por el fluido que lo atraviesa y evacuado por las toberas que se encuentran trabajando en el modo de desaireación, en el ejemplo ilustrado, las toberas 30 y 31 o la tubería 29 (véase flecha 36).

Después de finalizado el proceso de cocción, el recipiente 12 es desaireado, con lo que, a causa del contenido de calor de la mezcla material/líquido, se evacua una considerable cantidad de humedad. A continuación se cierra nuevamente el recipiente 12 y, a través de aquellas toberas 26 y 27, que trabajan en el modo de insuflación, en el estado de rotación reproducido, se inyecta un fluido gaseoso conductor de calor, absorbente de vapor de agua y se forma una sobrepresión de aprox. 1 a 3 bar.

Este fluido es, en el ejemplo ilustrado, vapor de agua no saturado con una temperatura de unos 200 a 300ºC.

Este vapor de agua sobrecalentado fluye distribuido en forma uniforme atravesando la mezcla material/líquido y cuida de que el líquido se transforme al estado de vapor y sea evacuado en forma de vapor, casi saturado, mediante las toberas que se encuentran trabajando en modo de aireación, en el horno de tambor 10 en situación de rotación representado, las toberas 30 y 31. De esta manera tiene lugar primeramente un volatilizado del líquido remanente de cocción. Después que el líquido de cocción se ha volatilizado, se inyecta vapor de agua sobrecalentado, de manera que comienza el propio proceso de secado en el que se reduce la humedad superficial al valor deseado, por ejemplo, aprox. 20%.

Como siempre, el horno de tambor 10 rota y el fluido se inyecta a través de las toberas que se encuentran trabajando en el modo de insuflación, es decir, en el momento representado de la única figura las toberas 26 y 27, atraviesan en forma uniforme el material y lo seca. La humedad absorbida es evacuada del horno de tambor a través de las toberas que se encuentran trabajando en el modo de desaireación, en la instantánea de la figura representada las toberas 30 y 31.

Si se alcanzó el estado de secado deseado, puede extraerse el material o dejarlo durante otro espacio de tiempo en el horno de tambor para un proceso de temperado que ya se ha iniciado mediante la intensa rotación y mezclado del material.

La volatilización y la realización del proceso de secado debe ser efectuado en un lapso de 10 a 30 minutos.

Claims (7)

1. Procedimiento para el tratamiento de material granulado, especialmente grits de maíz para la fabricación de corn-flakes, en un horno de tambor (10) en el que el material es atravesado por un fluido gaseoso conductor de calor donde el material permanece después del proceso de cocción propiamente dicho en el horno de tambor (10) y donde a continuación el material es atravesado por un fluido gaseoso conductor de calor, absorbente de vapor de agua, hasta que se haya alcanzado un estado de secado deseado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque a continuación del proceso de cocción el material es atravesado por vapor de agua sobrecalentado no saturado.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el material es atravesado por vapor de agua sobrecalentado de 200 a 300ºC.

4. Procedimiento según una de la reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el proceso de cocción pasa al proceso de secado siendo el líquido acuoso de cocción paulatinamente evacuado del horno de tambor por un fluido gaseoso conductor de calor, absorbente de vapor de agua.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el fluido absorbente de vapor de agua atraviesa el material hasta que el material haya alcanzado un estado de secado en el que el material tiene un contenido de humedad de aprox. 20 a 30%.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el proceso de secado subsiguiente al proceso de cocción propiamente dicho, se realiza durante un lapso de 10 a 30 minutos.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque finalizado el proceso de cocción se desairea el interior bajo presión del horno de tambor (10) y a continuación mediante el fluido gaseoso conductor de calor, absorbente de vapor de agua, se forma nuevamente una sobrepresión.