ES2219130B1 - HYDRAULIC HEATING COOLING PROCEDURE AND EQUIPMENT FOR FRUITS AND VEGETABLES. - Google Patents
HYDRAULIC HEATING COOLING PROCEDURE AND EQUIPMENT FOR FRUITS AND VEGETABLES.Info
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Abstract
Procedimiento y equipo enfriador calefactor hidráulico para frutas y hortalizas. Procedimiento y equipo enfriador para frutas, que comprende una cuba (1) aislada térmicamente, con una cinta interior (2) en el ancho de la cubeta, dotada de paletas (3) que empujan la fruta, llevando interiormente un nivel de agua (4), moviéndose la cinta (2) por los rodillos (5) motorizados, entrando los frutos por la cinta (6) según la flecha (7), saliendo a través de los cangilones (8), sobre la cinta (9) con una rulada de material esponjoso para su escurrido, llevando la cubeta, una entrada de agua fría (10) y una salida por el extremo opuesto (11), existiendo una toma (12) de reposición automática del agua consumida y un termostato de control (13), comprendiendo un equipo de bombeo (14), con la conexión (15) con la salida de agua (11), con unos equipos de filtrado (16) conectados a un intercambiador frigorífico (17), conectado a una instalación frigorífica (18), con la conexión (19) a la entrada de agua (10) en la cubeta (1), estableciendo el circuito.Procedure and cooling equipment hydraulic heater for fruits and vegetables. Procedure and cooling equipment for fruits, comprising a vat (1) thermally insulated, with an inner tape (2) in the width of the bucket, equipped with vanes (3) that push the fruit, internally carrying a water level (4 ), moving the belt (2) through the motorized rollers (5), the fruits entering the belt (6) according to the arrow (7), leaving through the buckets (8), on the belt (9) with a of spongy material for draining, carrying the bucket, a cold water inlet (10) and an outlet at the opposite end (11), there is an outlet (12) for automatic replacement of the water consumed and a control thermostat (13 ), comprising a pumping equipment (14), with the connection (15) with the water outlet (11), with filtering equipment (16) connected to a refrigeration exchanger (17), connected to a refrigeration installation (18 ), with the connection (19) to the water inlet (10) in the tank (1), establishing the circuit.
Description
Procedimiento y equipo enfriador calefactor hidráulico para frutas y hortalizas.Procedure and heating cooling equipment Hydraulic for fruits and vegetables.
La invención a que nos referimos en el cuerpo de la presente memoria descriptiva y con el auxilio de los dibujos complementarios que se acompañan, trata de un nuevo procedimiento y aparato de enfriamiento hidráulico para frutas y hortalizas que no sufran deterioro por su inmersión en agua helada, y para tal fin, como antecedentes, existe la constancia de que todas las frutas y verduras empiezan a deteriorarse desde el justo momento de la recolección, por lo que interesa que el tiempo transcurrido entre la recolección y el consumo sea el menos posible.The invention that we refer to in the body of this specification and with the help of the drawings Accompanying complementary, it deals with a new procedure and hydraulic cooling apparatus for fruits and vegetables that do not suffer deterioration due to immersion in ice water, and for that purpose, as background, there is evidence that all fruits and vegetables begin to deteriorate from the moment of the collection, so it is interesting that the time elapsed between the collection and consumption is the least possible.
Cualquier tratamiento que permita alargar este periodo y mantener la condición organoléptica original es del máximo interés, y en consecuencia el enfriamiento de los productos hortofrutícolas ha demostrado ser el procedimiento más eficaz para este fin, y a la vista de ello, hoy en día el tratamiento frigorífico se da en cámaras frigoríficas o túneles de preenfriamiento que, en esencia, hacen pasar una corriente de aire frío a través de los productos convenientemente envasados y estibados.Any treatment that allows to lengthen this period and maintain the original organoleptic condition is of the maximum interest, and consequently the cooling of the products Horticultural has proven to be the most effective procedure for this end, and in view of it, today the treatment refrigerator is given in cold rooms or tunnels of precooling that essentially pass a stream of air cold through conveniently packaged products and stowed.
Sin desmerecer estos sistemas, creemos que hay que pensar en desarrollar otros procedimientos como el hidráulico (hidrocooling) para ciertos tipos de frutas y en este fundamento, la idea inicial del proceso esta sustentada en unas experiencias previas con melocotones, nectarinas, encaminadas a determinar la velocidad de penetración del frío en la pulpa y de enfriamiento general de las frutas, y en los resultados obtenidos se observa, como era de esperar, que la rapidez de enfriamiento es más rápida el principio y decrece asintóticamente a medida que la temperatura del fruto se acerca a la del agua (2ºC), llegándose a la conclusión de que la rapidez de enfriamiento es mucho más alta que con el aire y que por tanto merece la pena proyectar y diseñar un procedimiento para este fin, llegando a la conclusión que la aplicación del mismo, presenta las siguientes ventajas:Without detracting from these systems, we believe there are to think about developing other procedures such as hydraulic (hydrocooling) for certain types of fruits and in this foundation, The initial idea of the process is based on experiences previous with peaches, nectarines, aimed at determining the speed of cold penetration into the pulp and cooling general of the fruits, and in the obtained results it is observed, As expected, the cooling speed is faster the principle and decreases asymptotically as the temperature of the fruit is close to that of water (2ºC), reaching the conclusion that the cooling rate is much higher than with the air and therefore worth designing and designing a procedure for this purpose, concluding that the Its application has the following advantages:
1ª.- La velocidad de enfriamiento con el método hidráulico expuesto es mucho mayor que con el aire, de tal forma que, lo que con el aire cuenta 20-24 horas, se puede conseguir aquí en media hora.1st.- The cooling rate with the method Hydraulic exposed is much larger than with air, so which, with the air counts 20-24 hours, is You can get here in half an hour.
2ª.- Con estas perspectivas, se puede manipular el producto directamente en la línea sin pasar por cámaras frigoríficas para preenfriamiento.2nd.- With these perspectives, you can manipulate the product directly on the line without going through cameras refrigerators for precooling.
3ª.- Se puede aprovechar el sistema para reducir el enfriamiento final del producto envasado antes del embarque para transporte.3rd.- The system can be used to reduce final cooling of the packaged product before shipment to transport.
4ª.- Al trabajar la fruta a temperaturas bajas con menor tiempo de manipulación, se puede pensar en hacerlo con un grado de madurez algo mayor, lo que lógicamente mejora las cualidades organolépticas y quizá el precio.4th.- When working the fruit at low temperatures with less handling time, you can think about doing it with a degree of maturity somewhat higher, which logically improves the Organoleptic qualities and perhaps the price.
5ª.- El sistema es polivalente, y por tanto si se necesitara tratar frutas con agua caliente, como es el caso de las naranjas para tratamientos fungicidas (está comprobado que se mejora la eficacia y se pueden emplear fungicidas menos tóxicos), se pueden utilizar los mismos elementos, calentando el agua con el ciclo frigorífico invertido, es decir, utilizando el intercambiador frigorífico como condensador, suponiendo esta solución, un mejor aprovechamiento energético.5th.- The system is versatile, and therefore if you will need to treat fruits with hot water, as is the case with oranges for fungicidal treatments (it is proven that improves efficiency and less toxic fungicides can be used), the same elements can be used, heating the water with the inverted refrigeration cycle, that is, using the exchanger refrigerator as a condenser, assuming this solution, a better energy use.
6ª.- También es posible utilizar este calentamiento con agua para evitar las condensaciones sobre naranjas sacadas de cámaras frigoríficas que, como se sabe, deben orearse durante 12-24 horas antes de procesarse en las líneas de confección.6th.- It is also possible to use this heating with water to avoid condensation on oranges taken from cold stores that, as you know, should pray for 12-24 hours before being processed in the clothing lines.
7ª.- Permite plantearse la regulación de la temperatura de las naranjas antes y después del proceso de desverdización.7th.- It allows to consider the regulation of temperature of oranges before and after the process of greening
Por todo lo anteriormente expuesto y dadas las cualidades de novedad y utilidad práctica que concurren en el procedimiento y equipo enfriador calefactor hidráulico para frutas y hortalizas objeto del presente registro, se estima con fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita, en lo referente a su fabricación y venta por el titular, como consecuencia del presente registro de Patente de Invención al que se acoge.For all the above and given the qualities of novelty and practical utility that concur in the procedure and equipment for hydraulic fruit cooling cooler and vegetables object of the present registry, it is estimated with foundation enough to get the privilege of exclusivity that request, in relation to its manufacture and sale by the owner, as a consequence of the present invention patent registration that is welcomed.
La técnica actual, contempla la existencia de mecanismos y tratamientos frigoríficos dispuestos en cámaras frigoríficas o bien a través de túneles de preenfriamiento, cuya misión consiste en pasar una corriente de aire frío a través de los productos como frutos o productos hortícolas, con el fin de bajar su temperatura, pero con la utilización de estos sistemas, el proceso resulta muy lento, no conociéndose ningún sistema por el que los frutos para su enfriamiento rápido, deban pasar sumergidos por el interior de una masa de agua helada como una fase más de la cadena de operaciones que se realizan en una línea convencional de selección y envasado de frutas para su comercialización, sincronizando el enfriamiento con la velocidad de producción, utilizándose el sistema de agua helada en nuestro procedimiento, con lo que se permite la obtención de la temperatura de las frutas con un mínimo espacio de tiempo, pudiendo regularse temperatura y tiempos.The current technique contemplates the existence of mechanisms and cold treatments arranged in chambers refrigerators or through precooling tunnels, whose mission is to pass a stream of cold air through products such as fruits or horticultural products, in order to lower its temperature, but with the use of these systems, the process is very slow, no system being known for the that the fruits for rapid cooling, must pass submerged inside a mass of ice water as another phase of the chain of operations carried out in a conventional line of fruit selection and packaging for marketing, synchronizing the cooling with the production speed, using the ice water system in our procedure, with what is allowed to obtain the temperature of the fruits with a minimum space of time, being able to regulate temperature and time.
Para una mejor comprensión de las características generales anteriormente expuestas, se acompañan unos dibujos que nos muestran gráficamente representado y en forma esquemática, un caso de realización práctica del procedimiento y equipo enfriador calefactor hidráulico para frutas y hortalizas objeto del presente registro, haciendo constar, que dada la condición eminentemente informativa de los dibujos en cuestión, las figuras diseñadas en los mismos, deberán ser examinadas con el más amplío criterio y sin carácter limitativo de parte alguna.For a better understanding of the features generals previously exposed, are accompanied by drawings that they show us graphically represented and schematically, a Case study of the procedure and cooling equipment hydraulic heater for fruits and vegetables object of the present record, stating, that given the condition eminently informative of the drawings in question, the figures designed in the they should be examined with the widest criteria and without limiting nature of any part.
Las figuras representadas en los dibujos adjuntos, exponen como a continuación se especifica:The figures represented in the drawings Attached, set out as follows:
Figura 1.- Representación longitudinal en sección convencional y en forma esquemática de una cuba de longitud variable, cuya longitud se determinará en función de la capacidad de producción de la línea, llevando en su interior una cinta de malla de acero desplazable, provista en forma espaciada, de unas paletas articuladas con dedos de caucho o similar para el arrastre de la fruta y un elevador de canjilones de malla de acero inoxidable para la salida de la fruta, encontrándose la envolvente de la cubeta aislada térmicamente para mantener el agua a una baja temperatura, llevando una cinta transportadora en el extremo de entrada de la fruta y una cinta de malla con rodillos de escurrido a la salida de la fruta ya enfriada, llevando la cubeta en un punto dentro de la masa de agua helada, un termostato regulador de flujo de agua helada y una toma de agua de reposición.Figure 1.- Longitudinal representation in section conventional and in schematic form of a tank of length variable, whose length will be determined based on the capacity of production of the line, carrying inside a tape of movable steel mesh, provided spacedly, about articulated paddles with rubber fingers or similar for dragging of fruit and a steel mesh cannon elevator stainless for the exit of the fruit, being the envelope of the thermally insulated bucket to keep the water down temperature, carrying a conveyor belt at the end of Fruit inlet and a mesh belt with drained rollers at the exit of the fruit already cooled, carrying the bucket in a point inside the body of ice water, a thermostat regulator of flow of ice water and a replacement water intake.
Figura 2.- Representación esquemática de un
equipo provisto de un grupo de bombeo con variador de velocidad con
equipos de filtrado automático, instalación frigorífica e
intercambiador frigorífico,
siendo conectado a la cuba de
la figura 1 para su perfecto funcionamiento.Figure 2.- Schematic representation of an equipment provided with a pumping unit with variable speed drive with automatic filtering equipment, refrigeration system and refrigeration exchanger,
being connected to the tank of figure 1 for its perfect operation.
Figura 3.- Representación gráfica de una tabla con las profundidades de penetración del frío en la fruta según los tiempos de inmersión y las temperaturas obtenidas a diferentes espesores e incluso a nivel del hueso central del propio fruto.Figure 3.- Graphical representation of a table with the depths of penetration of the cold in the fruit according to the immersion times and temperatures obtained at different thicknesses and even at the level of the central bone of the fruit itself.
Figura 4.- Representación de una gráfica de temperaturas y tiempos de exposición de la fruta, observándose que la rapidez de enfriamiento es más rápida al principio, decreciendo asintóticamente a medida que la temperatura del fruto se acerca a la del agua, que es aproximadamente de unos 2º centígrados, siendo la rapidez de enfriamiento mucho más alta que con aire.Figure 4.- Representation of a graph of temperatures and exposure times of the fruit, observing that the cooling speed is faster at the beginning, decreasing asymptotically as the temperature of the fruit approaches that of water, which is approximately 2º Celsius, being the cooling rate much higher than with air.
Siempre refiriéndonos a los dibujos anexos, hay que hacer constar que en las distintas figuras expuestas en los mismos, se han incorporado acotaciones numéricas relacionadas con las descripciones que de sus características y funcionamiento se realizan a continuación, facilitando de este modo su inmediata localización, siendo (1), una cuba de 1,5 metros de anchura aproximadamente y de longitud variable que podrá oscilar entre 6 y 12 metros, a determinar en función de la capacidad de producción de la línea, cuya cuba aislada térmicamente,se construirá preferentemente de chapa de acero inoxidable, llevando instalada en su interior, una cinta (2) que ocupa todo el ancho de la cubeta, cuya cinta construida de malla de acero inoxidable, está dotada de paletas (3) semirígidas de caucho o similar, articuladas a la cinta (2) y distanciadas convenientemente para ir empujando la fruta y que esta quede uniformemente distribuida dejando las holguras convenientes en los frentes de entrada, salida y fondo, discurriendo en el sentido de ida, siempre por debajo del nivel de agua (4), estando movida la cinta (2) por los rodillos (5) en los extremos, provistos de resortes para mantener la tensión de la cinta, obteniéndose el accionamiento, a través de un motor reductor de velocidad preferentemente variable.Always referring to the attached drawings, there are It should be noted that in the different figures presented in the they have also incorporated numerical dimensions related to the descriptions that of its characteristics and operation are perform then facilitating their immediate location, being (1), a tank 1.5 meters wide approximately and of variable length that can range between 6 and 12 meters, to be determined based on the production capacity of the line, whose thermally insulated tank, will be built preferably of stainless steel sheet, bearing installed in inside, a tape (2) that occupies the entire width of the bucket, whose belt constructed of stainless steel mesh, is equipped with vanes (3) semi-rigid rubber or similar, articulated to the belt (2) and conveniently distanced to push the fruit and that this is evenly distributed leaving the clearances convenient on the fronts of entry, exit and background, running in the forward direction, always below the water level (4), the belt (2) being moved by the rollers (5) at the ends, provided with springs to maintain belt tension, obtaining the drive, through a reduction motor of preferably variable speed.
Los frutos para su enfriado, serían transportados por la cinta inicial (6), entrando en la cuba (1), por el punto indicado por la flecha (7), quedando depositada en el fondo de la cubeta y por debajo del nivel de agua (4), siendo conducida entre las paletas (3) que a su vez son arrastradas por la cinta (2), hasta alcanzar el elevador de cangilones (8) situado al final de la cubeta y construido con materiales similares a la cinta (2) y paletas (3), extrayendo el producto vertiéndolo sobre la cinta (9) que además de transportar la fruta producen su escurrido, pudiendo ser de malla de acero inoxidable al principio y rulada de material esponjoso al final, complementadas con ventiladores auxiliares, que se elegirán en función de la disposición general y capacidad de la línea.The fruits for cooling, would be transported by the initial tape (6), entering the tank (1), by the point indicated by the arrow (7), being deposited at the bottom of the bucket and below the water level (4), being conducted between the paddles (3) which in turn are dragged by the belt (2), until reaching the bucket elevator (8) located at the end of the bucket and constructed with tape-like materials (2) and pallets (3), removing the product by pouring it on the tape (9) that in addition to transporting the fruit produce its drained, being able to be stainless steel mesh at the beginning and curled material spongy at the end, complemented with auxiliary fans, which will be chosen based on the general disposition and capacity of the line.
En el extremo de la cubeta (1) por donde se produce la entrada de la fruta, se dispone la entrada de agua fría (10), mientras que el extremo opuesto, se encuentra la salida de agua (11), circulando esta agua en circuito cerrado, existiendo junto a la entrada de la fruta, una toma (12) de reposición automática del agua consumida, que podrá actuar por medio de boya o cualquier otro mecanismo, incorporándose además dentro de la cubeta y asimismo dentro de la masa de agua (4), un termostato de control (13) de la temperatura del agua, situado en la zona de salida, cuyo termostato actuará automáticamente sobre el equipo exterior de bombeo.At the end of the bucket (1) where produces the entrance of the fruit, the entrance of cold water is arranged (10), while the opposite end, is the exit of water (11), circulating this water in a closed circuit, existing next to the entrance of the fruit, a take (12) of replacement automatic water consumed, which can act by means of buoy or any other mechanism, also incorporated into the cuvette and also within the body of water (4), a control thermostat (13) of the water temperature, located in the exit zone, whose thermostat will automatically act on the outdoor equipment of pumping.
El equipo exterior de bombeo para enfriamiento y agitación del agua, se compone de un equipo de bombeo (14) adecuado al caudal y presión determinados en cada caso, estando dotado de variador de velocidad, estableciendo la conexión (15) con la salida de agua (11), procedente de la cubeta (1), cuyo equipo de bombeo en el circuito conexiona con los equipos de filtrado automático (16), de anillas u otro mecanismo de limpieza fácil, conectándose este al intercambiador frigorífico (17) de capacidad adecuada al flujo de agua, pudiendo conectarse a la instalación frigorífica (18) ya existente en la central hortofrutícola donde se ubique, o acoplarse con un equipamiento frigorífico completo, llevando la conexión (19) con la entrada de agua (10), estableciendo el correspondiente circuito hidráulico de tipo cerrado.The external pumping equipment for cooling and water agitation, consists of a suitable pumping equipment (14) at the flow rate and pressure determined in each case, being equipped with speed variator, establishing the connection (15) with the output of water (11), coming from the bucket (1), whose pumping equipment in the circuit connects with the automatic filtering equipment (16), of rings or other easy cleaning mechanism, connecting this to refrigeration exchanger (17) of adequate capacity to the flow of water, being able to connect to the refrigeration system (18) and existing in the fruit and vegetable plant where it is located, or engage with complete refrigeration equipment, carrying the connection (19) with the water inlet (10), setting the corresponding closed type hydraulic circuit.
El principio de funcionamiento consiste en sincronizar el enfriamiento con la velocidad de avance, o lo que es lo mismo, capacidad de producción de la línea, y para tal fin, previamente se tiene que decidir a que temperatura final se quiere enfriar la fruta, y en consecuencia, calcular el tiempo de permanencia en la balsa.The principle of operation consists in synchronize cooling with forward speed, or what it is the same, production capacity of the line, and for that purpose, previously you have to decide at what final temperature you want cool the fruit, and accordingly, calculate the time of stay in the raft.
Poniendo un ejemplo, supongamos que se trata de melocotones, nectarinas que vienen del campo a 25.4ºC, como los de la experiencia reflejada en las figuras 3 y 4, y se considera que bajar la temperatura de los frutos unos 10ºC es suficiente, pues bien, de la misma tabla y gráfico se deduce que el tiempo necesario de permanencia en balsa con el agua a 2ºC, es de unos 5 minutos, y en estas condiciones, si se quieren temperaturas más bajas se tardará más tiempo, de todos modos conviene destacar que la temperatura final del producto envasado para el transporte, conviene que sea la más baja posible, pero nunca por debajo de 0ºC.Putting an example, suppose it is about peaches, nectarines that come from the field at 25.4ºC, like those of the experience reflected in figures 3 and 4, and it is considered that lower the temperature of the fruits about 10ºC is enough, because well, from the same table and graph it follows that the time required of permanence in raft with the water at 2ºC, is about 5 minutes, and Under these conditions, if lower temperatures are desired, it will take longer, anyway it should be noted that the final temperature of the packaged product for transport, It should be as low as possible, but never below 0 ° C
El proceso de enfriamiento puede perseguir mejorar la condición de la pulpa para resistir los golpes y roces inevitables durante la manipulación solamente, o aprovechar el sistema hasta mayores enfriamientos ya que es más económico, y lo seria mucho más si se consiguiera eliminar totalmente el preenfriamiento final túnel de aire forzado.The cooling process can chase improve the condition of the pulp to resist bumps and rubs unavoidable during handling only, or take advantage of the system until further cooling since it is more economical, and what it would be much more if the total final precooling forced air tunnel.
Cuanto más se baje la temperatura, más acusada será la condensación de vapor de agua ambiente sobre la superficie de la fruta, en consecuencia, el grado de enfriamiento se decidirá en función de los inconvenientes que cree la condensación, cuyos inconvenientes van ligados al interés que se tenga en dar tratamientos con cera, o envolver algunos frutos con papel, o utilizar envases de cartón, etc y en resumen, si se quiere trabajar el producto en seco, solo deberá enfriarse la fruta hasta temperaturas por encima de la critica de condensación. Si no importa trabajar la fruta mojada, podrá sacársele más rendimiento al sistema enfriando más el producto.The more the temperature drops, the more pronounced will be the condensation of ambient water vapor on the surface of the fruit, accordingly, the degree of cooling will be decided depending on the inconvenience created by condensation, whose inconveniences are linked to the interest in giving wax treatments, or wrap some fruits with paper, or use cardboard packaging, etc. and in summary, if you want work the product dry, only the fruit should be cooled until temperatures above condensation criticism. If not It matters to work the wet fruit, you can get more performance to the system cooling the product more.
Lógicamente, cuanto más se quiera enfriar, más tiempo será necesario y más diferencias se tendrán en la sincronización del sistema, y cuando estas diferencias hagan prever problemas de funcionamiento sincronizado, la solución consiste en disponer dos cubas o balsas en paralelo, haciendo que mientras una se llena, la otra este en fase de enfriamiento con la cinta parada, obteniéndose de esta manera un margen de maniobra considerable, permitiendo tiempos de enfriamiento del orden de 15 minutos o más si se quiere, y de este modo si la producción es muy alta y se quieren bajar mucho las temperaturas, se pueden proyectar, por ejemplo, cuatro balsas de gran capacidad (12 metros de longitud) y disponer entonces de márgenes de maniobra en torno a la media hora de permanencia.Logically, the more you want to cool, the more time will be necessary and more differences will be taken in the system synchronization, and when these differences make anticipate synchronized operation problems, the solution consists of arrange two vats or rafts in parallel, making while a is filled, the other is in the cooling phase with the tape stopped, thus obtaining a considerable room for maneuver, allowing cooling times of the order of 15 minutes or more if you want, and in this way if the production is very high and they want to lower temperatures a lot, they can be projected, by example, four large capacity rafts (12 meters long) and then have operating margins around half an hour of permanence
Estimando ampliamente descritas todas y cada una de las partes que constituyen el procedimiento y equipo enfriador calentador hidráulico para frutas y hortalizas que nos ocupa, solamente nos resta consignar la posibilidad de que sus diferentes partes podrán ser fabricadas en variedad de materiales, tamaños y formas, pudiendo igualmente introducirse en su constitución, aquellas variaciones de tipo constructivo que la práctica aconseje, siempre y cuando las mismas, no sean capaces de alterar los puntos esenciales de que es objeto el presente registro de Patente de Invención.Estimating widely described each and every one of the parts that constitute the chiller procedure and equipment hydraulic heater for fruits and vegetables that concerns us, we only have to record the possibility that their different parts may be manufactured in a variety of materials, sizes and forms, and can also be introduced into its constitution, those variations of constructive type that practice advise, as long as they are not able to alter the essential points to which this record of Invention Patent
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